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编辑出版: 《土木与环境工程学报(中英文)》编辑部

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    2020年第42卷第4期
      土木工程
    • 郑俊杰,邵安迪,谢明星,景丹

      2020,42(4):1-9, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.047

      在刚性挡土墙后设置柔性垫层能有效减小墙背土压力。聚苯乙烯土工泡沫(EPS)是一种常见的柔性材料,具有受力易压缩的特性。通过开展室内挡土墙模型箱试验,对铺设不同弹性模量以及不同厚度的EPS板的各工况下墙背土压力分布规律进行了研究,详细分析了弹性模量和厚度对EPS板在不同填土表面荷载作用下的减压性能的影响;并通过FLAC3D建立有限差分数值模型,对不同压缩量情况下土压力分布规律进行了分析。研究结果表明:EPS板能有效地减小挡土墙墙后土压力;EPS板的弹性模量越小、厚度越大、墙后填土表面的外荷载越大,EPS板的减压效果越明显;EPS板厚增加到一定程度后,EPS板的减压效果不会再有明显提升,EPS板厚达到0.1倍墙高即可获得最佳减压效果。

    • 万宗江,朱碧堂

      2020,42(4):10-18, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.049

      为充分发挥水泥土桩墙的高强度特性,提出了一种土钉墙+水泥土桩墙的基坑联合支护结构,并介绍了其设计理念。基于有限元数值模型,结合南昌地区典型地质条件,系统地研究了联合支护结构对渗流场、土体水平位移、土钉轴力、水泥土桩墙桩身应力、基坑破坏模式的影响,以及坑底加固、水泥土桩墙距离对基坑支护性能的影响,并与传统土钉墙和复合土钉墙支护结构进行了对比分析。结果表明:在保证墙体安全的条件下,联合支护结构的受力机制更合理,开挖面处土体水平位移、桩身轴向及切向应力均小于传统的土钉墙和复合土钉墙;基坑破坏模式表现为重力式挡土墙破坏模式,对坑底进行加固处理可进一步显著改善其支护性能。

    • 杨世豪,苏立君,张崇磊,李丞,胡兵立

      2020,42(4):19-27, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.024

      昔格达地层分布于中国西南,其工程性质极差。为分析上覆第四纪残坡积物的昔格达组粉砂土边坡在强降雨作用下的渗流特性及稳定性,结合石棉县莫家岗滑坡,用数值模拟方法研究坡体渗流规律;用Morgenstern-Price方法计算各时刻坡体稳定性系数,并分析其变化规律。结果表明:雨水在坡体中逐层入渗,雨停后渗流过程将继续发展,由于存在土层分界面,坡体渗流特性不同于均质坡体;降雨过程中,孔隙水压力发生增长的范围在界面附近加速拓展,雨停后,土层分界面附近第四纪残坡积物仍处于近饱和状态;降雨入渗导致坡体边坡稳定性系数下降,且稳定性系数变化对降雨的响应存在滞后性。

    • 冯国辉,周逊泉,何庆亮,徐长节

      2020,42(4):28-35, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.033

      在城市建设过程中,盾构隧道开挖对邻近既有高铁桩基产生较大威胁,在隧道和高铁桩基之间打入隔离桩可以有效减小盾构掘进对高铁桩基的影响。在研究桩土相互作用领域中,Winkler地基模型和Pasternak地基模型得到了广泛的运用。基于这两种地基模型,采用差分法,利用Maple数学运算软件对某实际工程案例分析,将计算结果与已有工程监测数据进行对比验证,并深入分析隔离桩各项参数对高铁桩水平位移的影响。结果表明,当隔离桩弹性模量较小时,Pasternak地基模型计算结果比Winkler地基模型更加精准;随着隔离桩桩径的增大,高铁桩基水平位移显著减小;在隔离桩桩体参数不变的条件下,缩短隔离桩与隧道中心线的水平距离能减小高铁桩基的水平位移。

    • 徐敬业,徐林荣,张亮亮

      2020,42(4):36-43, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.038

      高速公路低路堤受到路基高度的限制,容易产生工后沉降过大或不均匀沉降等问题。路基设计和养护规范中均未针对低路堤设计进行统一规定,导致低路堤在建设期、运营期存在影响工程正常使用的问题。借鉴地质灾害风险评估理论,分析干湿循环、交通荷载等影响因素,考虑养护维修对各因素进行修正,提出了低路堤路基服役状态评估方法。该方法运用模糊综合评价法和物元分析方法分析建设期结构质量易损性、运营期路基危险性及养护维修修正值,得出低路堤路基综合风险度。将该方法运用于浙北低路堤段工程实例,得到的综合风险度为低度,服役状态风险程度与现场调查结果基本一致,说明了该评估方法的可行性。

    • 黄伟,邱鹏,赵鲁卿,唐钢,王宗森

      2020,42(4):44-52, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.037

      针对钢渣用于基层材料易发生膨胀的问题,采用钢渣、高炉矿渣微粉、土混拌并结合土体固化技术,制备道路基层材料钢渣混合土。对16组不同配比土样开展了击实、膨胀率、无侧限抗压强度试验。研究表明:钢渣混合土最佳含水率受配比影响较小,均维持在12%~14%;最大干密度随钢渣掺量的减少而降低,随高炉矿渣微粉掺量的增加而降低;高炉矿渣微粉的掺入可显著降低钢渣混合土膨胀率,提高其无侧限抗压强度;7、14、28、90 d无侧限抗压强度均随钢渣占比增加呈先增后减趋势,配比为50%钢渣、50%土时达到最大。微观结构分析表明:土颗粒表面电荷的改变使得钢渣混合土体结构在成型时更易受压密实,钢渣中游离氧化钙(f-CaO)在固化过程中的水化反应受到明显抑制,主要与矿渣中二氧化硅(SiO2)发生消解反应生成水化硅酸钙凝胶(C—S—H);与此同时,钢渣、土相互包裹的颗粒间堆叠效应及C—S—H凝胶填充混合料缝隙产生的自密实效应进一步提高了土体强度,从而制备出强度高、安定性好的钢渣混合土。

    • 刘红,陈琴梅,卢黎,肖杨,吴焕然

      2020,42(4):53-59, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.029

      从不同温度作用下的压缩曲线和回弹曲线出发,利用等效的力学固结代替热固结,将常规温控三轴试验过程中复杂的热力学特性转化为纯力学特性,然后结合传统的临界状态理论,运用非关联流动法则,提出考虑温度影响,适用于正常固结饱和黏土的非关联弹塑性本构模型。模型包含6个独立参数,各参数的物理意义明确,且可由常规的温控三轴实验确定。随着温度的增加,压缩曲线和回弹曲线的斜率、临界应力比和泊松比不变,先期固结应力呈指数形式变化,此外,塑性势函数和屈服函数之间的比例因子可通过试算确定。结合高岭土和伯克土的常规温控三轴排水剪切试验数据,给出了模型参数的具体确定方法,并将模拟值和试验值进行对比,验证了该模型的合理性。

    • 周其健,郑立宁,邓荣贵,陈继彬,罗益斌

      2020,42(4):60-66, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.026

      岩体变形特性及基床系数与基础内力、最终变形量和变形的均匀性直接相关,合理确定基床系数值对高层特别是超高层建筑至关重要。以成都市某超高层建筑论证为依托,针对建筑物持力层中风化泥质软岩,在井下平洞内进行不同压板尺寸和形状的平板载荷试验,并取得原位试样进行室内岩块单轴抗压强度、常规三轴压缩试验和直接剪切试验,根据室内及原位试验资料分析了岩体单轴抗压强度、弹性模量、承压板尺寸与基床系数的关系。结果表明:地基基床系数具有随地基岩石单轴抗压强度增加而增加的趋势;较小承压板试验数据离散性较大,较大压板试验数据离散性较小;如果红层软岩基床系数按照规范建议的黏土或砂土经验公式进行修正,会引起较大误差;红层软岩(中等风化泥岩)地基的基床系数与载荷板尺寸间呈双曲线型经验关系,据此建议对建筑物红层软岩地基基床系数进行修正;对红层软岩采用500 mm方形承压板试验获取的基床系数离散性较小。

    • 高程,顾佳杰,孙秀丽,刘文化

      2020,42(4):67-75, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.008

      通过一维电渗固结试验,研究了板土交界处裂缝(板土脱开)与注浆时间对软土电渗固结过程的影响。采用紧序注入CaCl2溶液和Na2SiO3溶液的方式,进行注浆时间对照试验。基于沉淀或胶体和离子对电渗固结的综合效应,研究了电流、排水量、土样含水量与抗剪强度、裂缝与体缩,以及电渗能耗等随注浆时间的变化规律。结果表明:板土交界处裂隙(板土脱开)总是先于其他土体裂缝产生,板土脱开导致电流值的急剧减小是造成电渗效果下降的主要原因;一维电渗固结过程中存在板土交界处裂隙发展旺盛时间tcr,以tcr为表征指标确定最佳注浆时间,可达到最佳的电渗效益。为防止在土体中出现明显的含水量突变现象,应尽可能避免在1/3tcr时刻前注浆,在2/3tcr时刻注浆能够实现最佳电渗固结效果。

    • 王绪民,崔芮,王铖

      2020,42(4):76-83, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.022

      采用一次浸泡菌液的方式,制备不同浓度(0、0.3、0.5、0.7 mol/L)营养盐处理的微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)胶结重塑泥岩样。基于直接剪切、碳酸钙酸洗法、扫描电镜(SEM)等试验测试胶结试样,分析了营养盐浓度对胶结试样力学性能、碳酸钙含量及微观结构的影响。结果表明:同等反应条件下(相同时间、体积),随着营养盐浓度的增加抗剪强度先增大后减小,当营养盐浓度达到0.5 mol/L时抗剪强度最大,此时,试样黏聚力、内摩擦角分别为15.5 kPa、18.83°;碳酸钙含量随着营养盐浓度的增加而增加,当营养盐浓度达到0.7 mol/L时,试样平均碳酸钙含量提高较少;碳酸钙晶体分布均匀性随着营养盐浓度由低到高变化呈凸字形态;胶结试样的强度依赖于生成的CaCO3晶体量及其分布形态;生成的方解石型碳酸钙晶体主要沉积在颗粒接触处形成积聚晶体或填充在孔隙中形成“胶结桥”,产生胶结效果而增强试样的力学性能。

    • 潘毅,包韵雷,国巍,陈业宏

      2020,42(4):84-93, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.055

      摆式电涡流TMD作为一种新型阻尼器,多用于人致振动和风振控制,较少应用抗震工程,也缺乏较好的计算方法。为研究摆式电涡流TMD的减震性能及合理的质量比μm,根据摆式电涡流TMD的力学特性,提出一种基于联合仿真的耦合计算方法,根据现行建筑抗震设计规范,分别建立了5、10、20层钢框架结构模型,设计了5组不同μm的摆式电涡流TMD,并采用提出的耦合计算方法,对摆式电涡流TMD钢框架结构模型进行了动力时程分析,得到了罕遇地震作用下结构的层位移、层间位移角、层剪力和层加速度与μm的关系曲线,并与无TMD结构的地震响应进行了对比。研究结果表明:提出的耦合计算方法可行且有效,摆式电涡流TMD可有效降低钢框架结构的地震响应,当μm为3%时较为合理。其中,20层钢框架结构的层位移、层间位移角、层剪力和层加速度分别减小26.5%、20.9%、4.3%、7.3%。

    • 单波,单宇,刘福财,佟广权

      2020,42(4):94-104, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.028

      活性粉末混凝土预制管组合柱(Concrete-filled RPC tube,简称CFRT)将活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,简称RPC)的力学性能和箍筋的约束效应有效结合了起来,是一种基于超高性能水泥基套管的新型约束组合柱。对4个CFRT柱和1个箍筋约束混凝土柱开展了恒定轴力下的低周反复荷载试验,获取了组合柱的破坏形态、滞回曲线和钢筋的应变等数据,并对相关抗震指标及试验参数进行了分析。结果表明:CFRT柱在低周反复荷载作用下表现出典型的弯曲破坏特征,在RPC管表面出现大量细而密的裂缝,但没有明显的剥落现象;CFRT柱的滞回曲线较饱满,其抗震性能显著优于普通箍筋约束混凝土柱;在试验条件下,CFRT柱的极限侧移率在0.042~0.075之间,高于中国抗震设计规范关于罕遇地震下结构柱极限塑性侧移率不低于0.02的要求;从抗震性能来看,在RPC管内部填充高强混凝土,对于CFRT是可以接受的组合方式。

    • 张健新,张标,丁传林

      2020,42(4):105-112, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.020

      为减小配置HRB600钢筋梁柱边节点的梁筋粘结退化,设计钢纤维整体增强或局部增强的梁柱边节点,进行两个配置HRB600/HRB400钢筋混凝土梁柱边节点和2个配置HRB600高强钢筋的钢纤维整体增强或局部增强的混凝土梁柱边节点的低周往复荷载试验,得到试件的破坏形态和滞回曲线,对比分析边节点的耗能能力、延性性能、核心区剪切变形和梁筋粘结退化。结果表明:往复荷载下HRB600钢筋混凝土节点具有较高的承载能力、耗能能力和延性性能,但HRB600钢筋与普通混凝土粘结退化过快;钢纤维整体增强或局部增强混凝土的措施可以减缓HRB600梁筋粘结退化,改善边节点的破坏形态,减小核心区的剪切变形,提高耗能能力;钢纤维整体增强的梁柱边节点具有更高的延性性能和耗能能力,其HRB600梁筋粘结退化更为缓慢。

    • 杨立军,邓志恒,梁朋,杨海峰

      2020,42(4):113-123, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.032

      为给粘贴铝合金板加固钢筋混凝土(Reinforce Concrete,RC)梁的铝合金板和RC梁的连接设计提供依据,对其粘贴界面剪应力开展了理论和试验研究。假设结构胶剪切变形沿厚度方向线性变化,根据粘贴界面位移协调条件,得到了一般荷载作用下的无附加锚固铝合金板加固RC梁的粘贴界面剪应力的通解。在此基础上,给出了常见荷载作用下的粘贴界面剪应力解析表达式和最大值。考虑铝合金板厚度和U形箍连接等影响因素,设计了6根铝合金板加固RC梁,对其进行了简支梁三分点加载试验。考虑铝合金板正应力和界面剪应力的关系式,通过密布在铝合金板纵轴线上的应变片测得了铝合金板的粘贴界面剪应力。根据理论计算和试验结果,得到了界面剪应力分布曲线和最大剪应力。研究结果表明:界面剪应力的理论和试验结果符合较好,呈现相同的变化规律:界面剪应力在板端取得最大值后迅速滑落至横轴附近,裂缝截面界面剪应力呈现波动。随着铝合金板厚度和板端与支座距离变大,板端界面剪应力也越大,结构胶厚度越大,最大界面剪应力越小,设置U形箍连接,界面剪应力变小。

    • 邹锦华,李碧坤,陈伟,陈海斌,黄龙田,邹超

      2020,42(4):124-134, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.002

      为降低城区道路汽车荷载对建筑结构的振动影响,设计一种新型钢弹簧浮置板隔振道路,对浮置板的动力学设计参数进行研究。在浮置板缩尺模型有限元试验验证的基础上,选取浮置板长度、厚度、弹簧刚度、弹簧支承间距4个参数及不同水平值,进行正交试验,建立81个样本的三维有限元模型。采用模态分析法,研究各参数对浮置板固有频率和振型的影响;实测交通荷载激励,分析激励作用下浮置板结构在时域和频域的响应,并通过Z振级和插入损失探讨浮置板结构各参数的减振效果。结果表明:各样本基频主要分布在4~10 Hz之间,基频直接影响钢弹簧浮置板的隔振性能;随着浮置板长度的减小、厚度的增大、弹簧刚度的减小、支承间距的增大,浮置板结构的隔振效果明显提高;交通荷载激励下,浮置板结构振动放大频段位于基频附近及14~18 Hz范围;VLz振级在0~18 Hz范围内随频率增大而增大,之后随频率增大而降低,但未超过72 dB;对于0~40 Hz范围内的振动响应,样本最大减振量为40.6 dB,基频处放大量最大为17.4 dB。

    • 肖军,代洋,张永水

      2020,42(4):135-143, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.017

      以轴向受拉修正Timoshenko梁模型为理论依托,从波的角度对拉索子结构的动力特性进行研究,分别讨论了近场波与行波,发现距离梁端一定距离或较高的频段可不考虑近场波的影响。基于梁结构中的行波传播特性,通过3个测点的频域响应,利用最小二乘法拟合得到波分量系数,再以拟合残差最小为目标进行拉索索力和抗弯刚度的识别。通过拉索振动的数值模拟实验验证了方法的精确性,索力与抗弯刚度值识别误差均不超过1%。相比传统的频率法,该方法基于子结构索力识别,不受减震器和边界条件的影响,而且可基于识别的子索段索力,通过静力分析反推拉索各个位置的索力,同时,在各频率采样点处均能识别出相应索力,减小了外部干扰对索力识别的影响。

    • 张威,王博,徐建国,黄亮

      2020,42(4):144-152, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.027

      大型钢筋混凝土渡槽作为生命线类水工结构,其输水功能可靠性至关重要。然而,一方面混凝土材料的力学性能表现出显著的随机性与非线性特征,另一方面渡槽结构在服役期内可能遭受不确定的灾害性地震作用,对渡槽结构的服役安全带来威胁。为此,采用混凝土随机损伤力学模型量化混凝土随机性与非线性耦联下渡槽结构的动力响应,并基于概率密度演化理论给出了渡槽结构输水功能可靠性分析方法。以某实际大型钢筋混凝土渡槽结构为例,详述了渡槽结构输水功能可靠性分析的原理和实现流程。研究表明,概率密度演化理论可以准确高效地对渡槽结构输水功能可靠性进行评估;不同设计水准下渡槽结构的输水功能可靠性指标存在一定的差异,在设计初期应予以合理考虑。

    • 谷音,李攀

      2020,42(4):153-163, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.036

      基于半无限平板单元的平板扩散模型常常直接被用来预测钢筋混凝土圆柱开始腐蚀时间,而忽视截面形状对氯离子扩散的影响。采用考虑时变性及圆形形状特性的扩散方程,分析了近海盐雾区圆形截面形状对开始腐蚀时间的影响。分析结果表明,海岸线距离越远、半径越小,采用平板扩散模型高估开始腐蚀时间的现象越明显。提出腐蚀钢筋混凝土圆柱截面承载力计算模型,进一步探讨了半径对不同服役期近海盐雾区截面承载力退化率的影响。研究结果表明,随着半径的增大,钢筋腐蚀对截面承载力的影响变小。当混凝土圆柱暴露在重度盐雾区时,可直接采用平板扩散模型评估钢筋开始腐蚀时间。为了控制采用平板扩散模型所引起的退化率差值在5%内,当钢筋混凝土圆柱暴露在轻度盐雾区且半径小60 cm时,需考虑形状对开始腐蚀时间的影响,进一步评估圆柱截面不同服役期截面剩余承载力。

    • 李传习,聂洁,潘仁胜,石家宽,曾宇环,贺君

      2020,42(4):164-174, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.039

      兼顾优异施工及力学性能超高性能混凝土(UHPC)研制的重点之一是确定合适的水胶比。为此,以150 MPa级UHPC的原材料和配合比均不变(除用水量外)为前提,研究水胶比(0.15~0.2)对UHPC施工与力学性能的影响规律。通过相关试验得到了UHPC不同湿拌时间的扩展度、充分湿拌时间、静停一段时间的扩展度、抗压、抗折强度、四点弯曲应力挠度曲线、四点弯曲出现可视裂纹时下缘等效拉应力;对抗压、抗折强度进行了变异性分析;利用应力挠度曲线,基于规范法得到了弯曲韧性指标,并提出了其改进方法。结果表明:UHPC达最佳扩展度所需湿拌时间(充分湿拌时间)为6 min;水胶比由0.16增至0.19时UHPC扩展度基本呈线性增长,水胶比每增加0.01,UHPC扩展度平均增幅为109 mm;当水胶比、静停时间分别为0.19、4 h时,扩展度损失40 mm,损失率仅5.9%;UHPC抗压强度、抗折强度及弯曲韧性指标随水胶比的增大皆呈先增后减趋势,当水胶比分别为0.18、0.16和0.16时达到最优;应力峰值前的应力挠度曲线并不是典型全凸形曲线;可视初裂抗折强度约为抗折强度的0.85倍;UHPC试件的弯曲韧性较好,宜采用可视初裂挠度作为初始变形参考进行韧性指标计算;为保证UHPC兼顾良好施工与力学性能,建议湿拌时间、水胶比分别为6 min、0.18或0.185。

    • 邓兵,钟轶峰,席森彪,禹辽

      2020,42(4):175-184, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.023

      双周期梯形波纹板是沿两个平面方向均呈周期性梯形波纹变化的新型轻质结构,现阶段对其力学性能与结构参数之间关系的研究较少,限制了该结构的推广应用。针对该问题,以凸起为中心的典型代表单元单胞为研究对象,利用变分渐近法建立单胞等效刚度的数值计算模型。再通过均匀化技术将双周期梯形波纹板转换为具有相同刚度特性的正交异性板进行分析。基于该方法分别计算出不同结构参数下的等效刚度、宏观变形和屈曲模态,通过与三维有限元模拟结果对比验证等效模型的精确性。计算结果表明:由于形貌变化,双周期梯形波纹板的等效刚度较平板的拉伸刚度降低,弯曲刚度增加;随着凸起间距的增大和板高度的减小,波纹板的拉伸刚度逐渐增大,弯曲刚度逐渐降低;而随着板厚度和腰部长度的增加,弯曲刚度呈上升的趋势。构建模型适用于波纹周期远小于结构尺寸的情况,由于等效板模型的近似能量与原三维波纹板能量尽可能接近(通过对能量泛函变分主导项的渐近扩展分析加以保证),可用于计算不同材料波纹板等效弯矩和等效最大拉压应力等,能有效减少计算量和节省计算资源。

    • 环境工程
    • 夏玮,张蕊,吴根宇,马江雅

      2020,42(4):185-193, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.021

      微污染源水的处理已经成为一个重要课题并在全世界范围内引起广泛关注,其中的浊度、腐殖质等影响到了饮用水水质。混凝是一种安全、实用、高效的水处理技术,而混凝剂是混凝技术的核心,选择一种合适的混凝剂至关重要。以硫酸铝(AS)、聚合氯化铝(PAC)、氯化铁、聚合氯化铁(PFC)等4种混凝剂处理微污染源水,再分别与助凝剂PAM、活化硅酸(ASI)复配使用,PAM与ASI具有较好的吸附架桥能力,大大提高了絮凝效率。通过检测浊度、UV254、絮体粒径3个指标,得出这4种混凝剂单独使用时的最佳投加量分别为22、18、16、8 mg/L;与PAM复配使用时PAM的最佳投加量分别为0.1、0.1、0.05、0.2 mg/L;与ASI复配使用时ASI的最佳投加量分别为0.5、1.5、1.0、1.0 mg/L。另外,自然水体中有机物的降解会产生腐殖酸,从而污染水质。分别使用聚丙烯酰胺(PAM)、PAC以及两者复配,通过检测混凝后的UV254以及絮体粒径指标,得出PAM、PAC单独使用时的最佳投加量分别为8、100 mg/L,PAM与PAC复配时PAM的最佳投加量为0.8 mg/L,证明复配可在低投加量下有效增强混凝效果。

    • 黄中杰,邓仁健,周赛军,汪建群

      2020,42(4):194-202, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.041

      为了评价矿业活动和生态修复措施对锑矿区土壤的重金属污染影响,调查了锡矿山锑矿区冶炼区、公路沿线区、采矿区及尾矿区中不同用地性质土壤中Sb、As、Pb及Cd等重金属含量,并用地累积指数法和潜在生态风险指数法对污染程度、潜在生态风险进行了评价。结果表明:锑矿区土壤样品中Sb、As、Pb及Cd的平均含量分别为3619.38、82.20、244.28、30.84 mg/kg,重金属复合污染严重;地累积指数法及潜在生态风险指数法评价表明,锑矿区Sb和Cd污染严重,As、Pb有轻度到中度污染,综合来看,具有极强的生态风险,其中,Sb和Cd是最主要的污染因子。冶炼、开采、运输和堆放等矿业活动使各区域土壤的重金属浓度呈显著区域特征;废矿渣土壤、荒地、林地、底泥、生态修复草地和菜地等土壤样品中的重金属Sb含量依次减小,植物生态修复方法是治理土壤锑污染的一种有效手段。

    • 研究进展快讯
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    • 矿渣基改性材料干化城市污泥效果及微观实验

      张发文, 何禹龙, 董明坤, 赵长民, 张雪娇

      通过不同掺入量和养护龄期下矿渣基改性剂对城市污泥含水率的影响,采用X射线衍射、扫描电镜和热分析方法表征了矿渣基改性材料和干化污泥的水化产物和微观结构,探讨了矿渣基改性材料对污泥干化的效果及机理。结果表明:随着掺量的增加和养护龄期的延长,污泥含水率大幅减少;在相同条件下,矿渣基改性剂对污泥的干化效果明显好于生石灰。微观实验表明:改性剂遇水后,矿渣玻璃体中的SiO2和Al2O3会在碱性条件下和污泥中的水发生水化反应生成水化硅酸钙凝胶和钙矾石晶体,将大量自由水转化为结晶水,降低污泥中的含水率,同时也会填补污泥内部的孔隙,改变原污泥松散团聚的结构体系,使污泥牢固的联结成一个整体,有助于污泥的进一步资源化利用。

      • 1
    • 超高应变率下岩石的破坏机理

      赵高峰, 孙建华, 李世金, 张奔

      在这项工作中,通过对大理石的轻气枪试验进行完整的3D数值模拟,探索了岩石在超高应变率下的破坏机理。 大理石试样中两个应力计的实际应力信号被用作数值模拟的匹配目标。 我们的结果表明,在冲击压缩载荷下,介观水压破坏应该是大理石的主要破坏机理,而不是介观的剪切或拉伸破坏。 此外,我们发现,要在不同的冲击速度下重现大理石的合理实验数据,有必要使用考虑时间非局部效应的介观速率相关的破坏模型。 最后,通过对具有不同孔隙度的虚拟岩石样本进行进一步的气枪数值试验,结果表明,岩石的孔隙度越大,在冲击压缩载荷下的动态强度和动力效应越小。

      • 1
    • 预应力部分外包钢组合梁变形性能试验研究

      张鹏, 赵晓冬, 邓宇

      为探究预应力部分外包钢组合梁在竖向加载下的变形性能,对12片预应力部分外包钢组合梁进行竖向两点加载试验,探究其裂缝开展、挠度与延性性能等变形性能。本文采用分型维度理论对各试件裂缝开展情况进行分析;利用Euler梁理论与Timoshenko梁理论分别推导梁的挠曲线方程,进而推出梁的跨中挠度计算值;计算预应力部分外包钢组合梁位移延性系数、截面曲率延性系数与能量延性系数,并采用灰度关联分析法进行三种延性系数的影响因素分析。结果表明,施加一定程度预压应力的部分外包钢组合梁在破坏时裂缝开展最充分;基于Timoshenko梁理论的挠曲线方程与跨中挠度计算值最接近真实值;截面面积是试件位移延性系数与曲率延性系数最重要影响因素,而型钢锚固形式则为能量延性系数最重要影响因素。

      • 1
    • 基于遗传模拟退火算法的滑坡位移预测

      乔世范, 王超

      滑坡是一种常见的地质灾害,通常在复杂的地质条件下演化和发生,因此给社会和人类的生命财产安全造成了极大的危害。了解滑坡的发展规律,对灾害防治具有重要意义。在现有滑坡累积位移时间序列的基础上,提出了一种基于遗传模拟退火算法的滑坡位移预测方法。采用遗传模拟退火算法-BP神经网络对白水河滑坡预警区Z118观测点进行分析,利用前三个月的累积位移来预测第四个月的累积位移。分别与BP神经网络模型和Elman神经网络模型进行了比较。同时将遗传模拟退火算法的预测结果与支持向量机的结果进行了比较。研究结果表明,本文所建立的滑坡位移预测模型能有效地提高预测精度,为工程建设中的滑坡位移预测提供了参考。

      • 1
    • 受酸腐蚀砂岩的细观损伤特性分析

      霍润科, 王龙飞, 李曙光, 丁凡, 王国杰, 王保来, 梁国栋

      为了研究受酸腐蚀砂岩的微细观结构与宏观力学参数之间的相关性,基于物性试验及单轴力学试验,对不同pH值盐酸腐蚀不同阶段砂岩的质量和力学参数进行实时监测,借助于电镜图像处理技术,得到腐蚀砂岩孔隙结构特征参数,计算其孔隙分形维数,基于引申的Lemaitre应变等效原理,建立了基于孔隙率的化学损伤变量,推导出了砂岩的本构模型。结果表明:pH=1、pH=3的盐酸和pH=7的蒸馏水浸泡180d砂岩的质量分别损失1.22%,1.08%、0.57%,单轴抗压强度分别降低了52.93%,41.93%、27.11%,具有明显的时间效应;受酸腐蚀砂岩平均孔径随着腐蚀时间逐渐增加,孔隙分形维数整体呈增加趋势,砂岩的宏观力学参数劣化程度与砂岩质量损失率、微观孔隙率具有相关性,通过强度计算与试验结果对比分析,对该模型合理性进行了验证。

      • 1
    • 非均匀风下流线型箱梁悬索桥静风稳定性分析

      单秋伟, 张亮亮, 言志超, 杨建新

      大跨度悬索桥结构轻柔,风致响应明显。借助有限元方法,考虑悬索桥的几何非线性和位移荷载非线性,对非均风攻角来流沿主梁对称分布和非对称分布以及非均匀风速来流沿主梁对称分布和非对称分布时悬索桥的非线性静风稳定性展开研究。结果表明,正攻角来流会降低桥梁的静风失稳临界风速,负攻角来流有利于桥梁抵抗静风失稳,且负攻角来流对桥梁的静风稳定性的影响程度比正攻角来流的影响程度大;非均匀风攻角来流非对称分布时,可由小风攻角来流确定的静风失稳临界风速作为稳定性判断依据,非均匀风攻角来流对称分布时,可以选择平均攻角来流来衡量桥梁的静风稳定性。非均匀风速来流对桥梁的静风稳定性有不利影响,且非均匀风速来流对称分布时的影响比非均匀风速来流非对称分布时的影响更大。在不同初始攻角下,这类来流对桥梁静风稳定性有着相似的影响,桥梁的静风失稳临界风速均随着风速非均匀程度增大而减小。

      • 1
    • 多胺螯合纳米纤维高效去除Pb(Ⅱ)的特性与机制

      范佩, 邱金丽, 于伟华, 李杰, 刘福强

      优选二乙烯三胺(DETA)作为胺化试剂对聚丙烯腈(PAN)纳米纤维进行改性,制备多胺纳米纤维吸附剂D-PAN,探究对Pb(Ⅱ)的吸附特性与机制。文章对D-PAN进行SEM、BET、FTIR和XPS表征,并通过实验研究溶液初始pH、接触时间、温度、无机盐等因素对D-PAN吸附过程的影响。结果表明:多胺基团被成功引入D-PAN的三维网络中,多孔道结构有利于改善D-PAN对Pb(Ⅱ)的吸附性能。pH=5.0时D-PAN对Pb(Ⅱ)的静态吸附性能最优,由Langmuir模型拟合获得的最大吸附容量高达1.73 mmol/g,准一级动力学速率常数高达0.06 min-1。含盐体系中D-PAN对Pb(Ⅱ)的吸附量可提高近1倍,“盐促”效应显著。结合XPS和DFT结果分析,多胺基团中N原子可与Pb(Ⅱ)形成双齿和三齿螯合物。多次再生利用性能显示D-PAN结构性能具有优良的稳定性。可见,D-PAN具有吸附快、容量大、易再生等优点,具有广阔应用前景。

      • 1
    • 考虑管道剪切效应的隧道下穿引起既有管道竖向位移的简化计算方法

      管凌霄, 徐长节, 可文海, 马锡海, 徐立明, 虞巍巍

      采用两阶段法推导了考虑管道剪切效应时,盾构隧道下穿施工引起既有管道竖向位移的解析解。在第一阶段采用Loganathan公式计算盾构隧道下穿管道施工引起的管道轴线处土体竖向位移,第二阶段采用考虑剪切效应的Timoshenko梁模型模拟管道,并结合叠加法对管道位移控制方程进行求解,提出了简化计算方法。通过与工程监测、既有文献结果及离心机试验数据的对比,验证了本文方法的正确性,并进一步分析了管—土弹性模量比、管道直径以及管道剪切刚度变化对管道变形的影响。分析结果表明:随着管—土弹性模量比、管道直径的增大,管道的竖向最大位移值减小;管道剪切刚度对管道位移存在较大影响,剪切刚度减小可导致管道最大位移值增大。

      • 1
    • 增湿条件下膨胀土隧道围岩稳定性研究

      罗文俊, 陈纤, 杨小礼

      增湿条件下,膨胀土的强度参数会降低以及产生膨胀力,在两者的共同作用下,膨胀土隧道围岩稳定性会严重降低,因此研究增湿条件下膨胀土隧道围岩变形和衬砌受力非常有必要。文章采用室内试验和数值模拟的方法对膨胀土隧道围岩稳定性进行研究,首先对不同含水率的重塑膨胀土进行剪切实验,得出摩擦角、粘聚力与含水率的拟合关系式,然后运用ABAQUS有限元软件对膨胀土隧道开挖过程进行仿真分析,并利用温度场模块模拟隧道围岩增湿膨胀,得出隧道增湿前后应力与位移的变化规律,同时设计正交试验,分析各因素对膨胀土隧道稳定性的影响。研究结果表明:围岩增湿之后,围岩的拱腰处应力值增加明显,拱顶和拱底处应力值减小;衬砌的拱底处纵向位移值增加,拱顶处纵向位移值减小。通过设计正交试验,采用极差和方差分析得到对膨胀土隧道围岩稳定性影响最大的因素为增湿强度,其次为覆跨比、膨胀厚度和膨胀系数。研究结果可为膨胀土隧道的施工安全和设计优化提供依据。

      • 1
    • 降雨循环条件下高切坡稳定性演化过程及预测方法分析

      靳红华, 王林峰

      为进一步揭示降雨循环条件下基岩型台阶状高切坡的降雨入渗及稳定性演化过程,以乐西高速马边至昭觉段某粉质黏土覆盖层基岩型台阶状高切坡为研究对象,通过开展室内干湿循环试验建立了土体抗剪强度参数劣化数学模型;利用Geo-studio数值模拟软件开展了多工况降雨循环下高切坡降雨入渗过程研究,揭示了不同降雨循环工况下及雨后高切坡内部渗流场及稳定性变化规律,建立了降雨型高切坡稳定系数逐年劣化方程;结合室内试验及数值模拟结果,建立了该类高切坡稳定系数预测方法。研究结果表明:降雨入渗过程中高切坡潜在滑移面形状及位置并不发生明显变化,且表现为高切坡深处圆弧面及基岩积水面的组合型滑面;相同降雨时间内高切坡降雨入渗深度及稳定性劣化幅度与降雨强度成正相关;高切坡稳定性劣化效应与降雨循环次数成负相关;高切坡降雨入渗深度或入渗总量越大,雨后高切坡稳定系数回升越小;高切坡稳定系数劣化系数采用土体抗剪强度参数劣化系数平均值较为安全合理,本文所建降雨型高切坡稳定系数预测方法具有较高的精度。研究结果对反复循环周期性降雨工况下高切坡稳定性评价、预测预报及防治工作具有重要的科学指导意义及实用价值。

      • 1
    • 能量桩群桩基础沉降特性分析

      张沛, 石雨恒, 费康

      基于荷载传递法,考虑桩-桩相互作用并引入Pyke准则模拟桩土界面上的加卸载行为,以及确定桩土相互作用模型参数,从而建立了能量桩双桩基础的沉降特性分析方法,并推广到能量桩群桩。通过与文献中实验数据的对比分析,验证了所提方法的可靠性。结合算例,利用该方法对在纯力学荷载,纯温度荷载以及热力耦合作用下的能量桩群桩基础沉降特性进行分析。结果表明:力学荷载作用下,群桩位移比随着桩顶荷载水平的增大而减小;温度荷载作用下,群桩桩顶位移方向一致;热力耦合作用下,群桩的桩顶位移情况与具体的桩顶荷载水平和桩身温度增量有关。在桩顶荷载较小时升温,可能会出现单桩桩顶上抬而群桩桩顶下沉的情况。

      • 1
    • 火灾后SRC柱-RC梁框架结构反复加载试验

      李俊华, 周春恒, 张磊, 黄梦迪

      对一个SRC柱-RC梁框架在火灾后和另一个比较框架在常温下进行了低周反复加载试验,研究了该框架的火灾后性能,评价了框架的承载力、刚度退化、延性、耗能能力、累积损伤,同时对P-△效应进行了分析。试验结果表明,与未暴露火灾的SRC柱-RC梁框架相比,火灾后SRC柱-RC梁框架的承载力降低、刚度减小、延性系数下降、累积损伤增大,且P-△效应更为明显。由于框架柱截面中有核心钢的存在,SRC柱-RC梁框架在火灾后的滞回曲线仍保持饱满,破坏前的承载力可以保持在较高的水平,依然表现出良好的耗能能力。其塑性极限转动超过0.04rad,可以满足我国抗震设计规范的要求。

      • 1
    • PTES-稻壳灰超疏水涂层提高生土材料耐水性效果评价

      王闰铠, 刘士雨, 董博文

      利用溶胶?凝胶法,将PTES和稻壳灰制备成生土建筑外墙的防水涂层。试验证明该方法可以有效地提高生土材料表面的耐水性并具有一定的耐久性,PTES和稻壳灰含量越高,效果越好,但含量过高会造成表面颜色的变化。

      • 1
    • 新型冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖耐火性能研究

      王卫永

      冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖主要由上部压型钢板-混凝土组合楼板和下部冷弯薄壁型钢拼合梁组成,当楼盖下侧发生火灾时,冷弯薄壁型钢梁和压型钢板会直接受火;为提升组合楼盖的耐火性能,在型钢梁的下翼缘固定防火板材,形成防火保护层,从而提出一种新型冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖。然而加入防火保护层后,楼盖的温度分布、变形和耐火极限均发生改变,所以新型楼盖的耐火性能有待研究。本文建立简化的三维楼盖有限元模型,分析了混凝土板厚、梁高、荷载比和防火保护类型对新型楼盖耐火性能的影响,发现压型钢板板肋方向与钢梁垂直的楼盖,钢梁同一高度处的温度沿跨度方向基本一致,仅沿高度方向不均匀;适当增加混凝土板厚对耐火极限提升较小。另外得出不同截面尺寸的楼盖在0.2~0.5荷载比下的受火侧翼缘临界温度,以及不同防火保护类型楼盖的受火侧翼缘时间-温度曲线,用于估算该类楼盖的耐火极限。

      • 1
    • 堆石料的三维应力分数阶本构模型

      吉华, 孙逸飞

      为了合理反映粗粒土的状态依赖非关联应力应变特性,应力分数阶塑性力学模型被提出。然而,之前所建立的模型是基于三轴试验结果,无法对堆石料真三轴条件下的应力应变特性进行预测。为解决这一问题,基于特征应力法对已有分数阶塑性力学模型进行了完善,使得模型可以预测堆石料在真三维应力作用下的应力应变特性。为验证模型的合理性,进一步选取不同初始状态条件下堆石料的真三轴压缩试验数据,对模型进行了验证,发现:三维化后的分数阶岩土塑性力学模型可以合理地模拟不同初始状态的堆石料在真三轴压缩条件下的应力应变行为。与传统塑性力学模型相比,所提出的分数阶塑性模型在描述堆石料非关联流动时,不需要额外引入塑性势函数,仅需要对已有屈服面求解分数阶导数即可;此外,模型在特征应力空间中推导完再映射到原应力空间,即可描述土体的三维强度特性,而无需额外采用三维强度准则。

      • 1
    • CO2强化再生骨料的表征及其环境效益评价

      高越青, 潘碧豪, 梁超锋, 肖建庄, 何智海

      CO2强化不同品质和粒径再生骨料的表征并不系统和完善。本文在约20%CO2浓度和自然环境压力下,考虑再生粗骨料(RCA)品质和粒径的影响,试验测试了CO2强化再生骨料(CRCA)的碳化率、CO2吸收率?碱度、残留CO2气体含量、吸水率及CO2强化再生骨料混凝土(CRAC)的抗压强度和抗氯离子渗透性,综合评价了CO2强化再生骨料的环境效益。结果表明,CO2强化再生骨料的碳化率和CO2吸收率随再生骨料水灰比的增加而增加;CO2强化显著降低再生骨料的碱度,且CO2强化再生骨料粒径越小、水灰比越低,其残留CO2气体越多;CO2强化再生骨料显著降低其吸水率,明显提升CO2强化再生骨料混凝土的强度和抗氯离子渗透性能。CO2强化再生骨料既可吸收CO2气体,又可因CO2强化再生骨料混凝土性能提升而减少材料用量所致CO2排放减小,具有良好的环境效益。

      • 1
    • 大锚片螺旋锚在粉质黏土中的下压承载性能研究

      屈讼昭, 郭咏华, 王仪, 张斌, 张建明, 孙清

      为了研究大锚片螺旋锚在粉质黏土中竖向受压荷载下的受力性能,基于螺旋锚现场静载试验,讨论了国内外确定其极限承载力方法的差异;针对螺旋锚建立精细化有限元模型,模型中考虑了螺旋锚对周边土的挤压效应,并将数值分析结果与试验结果进行对比,验证有限元模型的合理性;基于验证的有限元模型,分析不同荷载等级下沿基础深度范围内的锚杆内力和侧摩阻力的变化规律,以及侧阻和锚片端阻承担荷载的比例关系。研究结果表明:国内lgP-s方法用来确定大锚片螺旋锚基础极限受压承载力较合适;螺旋锚与土之间摩阻力随着下压位移的增加而增大,锚片附近区域的摩阻力由于锚片变形而发生较大的波动;螺旋锚锚片分担荷载的比例占据螺旋锚基础受荷的75%以上,各个锚片间分担荷载比例最大差异约为6%,锚杆端阻可忽略不计。

      • 1
    • 实测下击暴流风场特性分析

      陈超豪, 王子茹, 霍林生, 黄国庆

      目前下击暴流风场特性的研究大多是围绕风速模型和部分风场特性展开,对于风场特性与平均风速之间的关系、不同风场特性之间的相关性以及与大地边界层近地风特性的比较研究,涉及甚少。基于下击暴流实测风速数据,运用滑移平均法提取了下击暴流的时变平均风速,进而获得脉动风速。在此基础上,研究了下击暴流的紊流度、紊流积分尺度和阵风因子的特性,并就以上3种特性与平均风速的关系,以及3种特性之间的相关性展开了分析。研究结果表明:(1)下击暴流的紊流度、紊流积分尺度以及阵风因子均大于相应场地类别下,相同高度处大气边界层近地风的对应风场特性;(2)下击暴流的紊流度与平均风速之间,以及紊流积分尺度和紊流度之间均存在负相关性,而紊流积分尺度与平均风速之间,以及阵风因子与紊流度之间则都表现为正相关; (3)低矮建筑的抗风设计,应重点考虑下击暴流脉动成分的影响,而高层建筑和高耸结构的抗风设计,应重点关注下击暴流气流涡旋的威胁;(4)相比大气边界层近地风,下击暴流容易产生更大的瞬时极值风速,会对工程结构构成更大的威胁。

      • 1
    • 超高层混合结构增量动力分析的地震动强度指标

      邓晖, 付志旭, 傅冠翔

      介绍了建筑结构增量动力分析的地震动强度指标有效性的研究现状,在已有研究成果基础上提出了适用于超高层建筑结构增量动力分析的地震动强度指标`Sa%;以实际超高层为算例,使用PERFORM-3D弹塑性分析软件建立非线性模型并进行增量动力分析,根据各类地震动强度指标的计算结果进行离散性分析,验证了本文提出的`S90%在用于超高层结构的增量动力分析时会有效减少计算数据的离散性。

      • 1
    • 土石路堤压实质量控制与碾压动力响应模拟分析

      李泽闯, 程培峰, 胡志文, 郑俊杰

      本文以国道丹阿公路省界(珲春)至东宁段改扩建工程为依托,选取具有代表性的土石混填路堤施工路段,研究得到不同松铺厚度、不同碾压遍数下土石路堤变形与压实特性,采用沉降差控制指标确定以强、中风化凝灰岩为主要填料的土石路堤压实现场施工工艺;同时采用便携式落锤弯沉仪(PFWD)对土石路堤动回弹模量Evd进行检测,将每遍碾压后土石路堤的Evd值与沉降差做线性拟合,拟合后的相关系数都在0.86以上,说明Evd值与沉降差有良好的线性相关性;并运用有限元理论建立土石路堤三维数值模型进行振动荷载作用下路堤动力响应分析,分析了振动压路机对路基的压实效果及影响深度,发现竖向动应力沿深度方向衰减速度有先快后慢的趋势,32吨压路机振动压实过程可对下压实填层有反复补强压实作用,通过方差分析得到压路机振动频率因素对土石混填路堤振动压实影响的显著程度大于振幅激振力因素。

      • 1
    • EICP-木质素联合固化粉土的无侧限抗压强度试验研究

      张建伟, 王小锯, 李贝贝, 韩 一, 边汉亮

      • 1
    • 纤维对水泥土加固效果影响的试验研究

      牛雷, 徐丽娜, 郑俊杰

      将短切玄武岩纤维和水泥掺入取自长春地区的黄土中,进行了无侧限抗压强度试验。主要研究纤维掺量、纤维长度对纤维水泥土无侧限抗压强度特性的影响。试验结果表明,同一纤维质量掺入比下,随着纤维长度的增加,纤维水泥土抗压强度大体呈上凸型曲线形式,曲线最终趋于无纤维掺入的水泥土强度,说明纤维分布均匀性和纤维分布密度对强度影响较大;同一纤维长度下,纤维水泥土强度随纤维质量掺入比的增大呈波浪型曲线形式发展,第1次波峰值大于第2次波峰值,曲线最终趋于某个固定值,在工程实际应用中,可采用初次波峰的掺入量进行水泥土加固,达到预期加固效果的同时,能够大幅降低工程造价;同时,要充分考虑搅拌不均匀性对水泥土强度带来的影响,且不宜采用过长的纤维进行加固,一方面容易形成集束现象,另一方面容易连挂在搅拌器械上。

      • 1
    • 地震作用下相邻结构复合被动控制研究

      张尚荣, 胡宇琛, 谭平, 刘芳兰, 邓海瑞

      在相邻隔震结构等效双体单自由度简化模型间设立Kelvin型被动控制单元,基于Kanai-Tajimi谱随机地震动模型,以结构振动总能量最小为优化控制目标,分析得到连接控制参数对控制效果的影响规律及最优控制参数,并基于等效双体单自由度模型计算得到相邻高层隔震结构间连接控制最优参数,分别从时域和频域角度推导得到了相邻高层隔震结构控制的随机响应表达式,讨论分析了连接控制装置在不同布置方案下,对结构自振特性和随机响应的影响,并通过数值分析证实了该种控制方法良好的控制效果,表明该种控制方法应用于相邻隔震结构间的有效性和良好的鲁棒性,为后续该类结构复合被动控制体系的研究提供参考。

      • 1
    • 初始渗流场对渣土场边坡降雨入渗特征及其稳定性的影响

      李丞, 蔡立明, 张伟锋, 侯建香, 董凯, 苏立君

      渣土场是容纳弃土和弃渣的主要场所,由于堆填材料和压实方法的差异性,研究初始渗流场对计算渣土场边坡的降雨入渗特征及其稳定性的影响具有现实意义。为此,以深圳市部九窝渣土场边坡为研究对象,运用非饱和渗流原理和非饱和土强度理论建立数值计算模型,设计了不同初始渗流条件和不同降雨强度的计算方案,揭示了渣土场边坡降雨作用下的渗流特征及其安全系数变化规律。结果表明:初始渗流场和降雨强度对渣土场边坡的降雨入渗特征和稳定性影响显著;竖直方向流速峰值和孔隙水压力上升速率与初始基质吸力呈正相关关系;当降雨强度为3.5 mm/h,监测点1在初始基质吸力为-25 kPa、-50 kPa和-75 kPa时分别达到饱和的时间为10.9 h、20.2 h和25.5 h;竖直方向流速、体积含水率上升速度和孔隙水压力上升速率与降雨强度呈正相关关系;在初始基质吸力为-25 kPa和降雨强度为3.5 mm/h情况下,渣土场边坡安全系数下降明显,需要采取必要的工程措施。

      • 1
    • 基于新型流形法的三维应力强度因子求解

      祁勇峰

      为保证在裂纹尖端具有最佳的逼近,裂纹尖端的解析解与其周边数值解联合应用的新型流形法用来求解应力强度因子,但仅限于平面问题的Ⅰ型和Ⅱ型裂纹。沿用解析解与数值解联合应用的思路,以三维穿透直裂纹为研究对象,在裂纹尖端引入Williams解析解级数,应用解析覆盖与周边数值覆盖联合求解三维应力强度因子,相对于其它数值方法而言计算精度高。推导相应的刚度矩阵和应变矩阵的具体表达式,通过典型算例验证了方法解决三维应力强度因子精确求解的有效性。

      • 1
    • 巴基斯坦北部吉贾尔-帕坦喀喇昆仑公路沿线落石和边坡稳定性数值研究

      Izaz Ali, 苏立君, Aamir Asghar, Mehtab Alam, 刘振宇, 董志博, Hamid Faiz

      作为中巴经济走廊的重要通道,喀喇昆仑公路沿线广泛存在因构造运动和降雨触发的落石和不稳定边坡。本文通过使用数值软件(DIPS, GeoRock 2D and SLIDE)对巴基斯坦北部吉贾尔-帕坦喀喇昆仑公路沿线的落石和边坡稳定性进行了数值研究。本文以喀喇昆仑公路沿线的两处典型边坡为例来研究落石和边坡非稳定性机理。四级节理的赤平极射投影分析表明:两处断面均易产生平面和楔形边坡破坏。基于极限平衡理论,静力条件下,0.917安全系数表明断面1边坡处于不稳定状态,而断面2边坡的安全系数为1.131,处于欠稳定状态。然而,地震条件下,两处断面的边坡安全系数均小于1,均处于不稳定状态。GeoRock 2D研究结果表明断面1和断面2边坡的落石回弹高度分别为33米和29米。断面1边坡的落石速度在0.5米/秒至44米/秒,总动能达到1135.099 kJ。而断面2边坡的落石具有每秒0.5米至40.901米的速度和973.012 kJ的破坏能力。本研究表明了喀喇昆仑公路沿线落石和滑坡具有极大的破坏能力,其研究结果将为落石和滑坡对策设计提供参考。

      • 1
    • 层状地基中考虑桩端应力泡形扩散的单桩沉降计算

      王立兴, 吴文兵, 杨晓燕, 张云鹏, 王奎华

      基于虚土桩模型,研究了桩端应力扩散效应对单桩沉降的影响。首先,结合虚土桩模型和Boussinesq解,提出了考虑桩端应力泡形扩散的应力泡形虚土桩模型来考虑桩端土对桩的支承作用。然后,利用荷载传递法,对桩周土采用双折线模型,推导得到了层状地基中考虑桩端应力泡性扩散的单桩沉降解析解。进一步,讨论了弹性极限位移、弹性抗剪切刚度系数、附加应力值等参数对单桩沉降的影响。最后,结合工程实测数据,将本文方法与规范法及现有理论解进行对比,验证了本文方法的合理性。应力泡形虚土桩模型的最大优势在于能够较严格地给出桩端应力扩散边界,因而具有更广泛的工程应用意义。

      • 1
    • 湿地环境中微塑料分布及检测方法研究进展

      翟俊, 晏记侠, 饶逸飞, 杨通

      微塑料是一种难降解的新兴污染物,广泛分布于海洋、淡水、土壤及湿地系统,对生态环境造成潜在的巨大威胁。湿地是生态环境的重要组成部分,在维持生物多样性方面发挥着重要作用,因此微塑料可能对湿地物种多样性构成威胁。本文系统综述了微塑料在湿地系统中的分布特征及存在形式,分析了微塑料对湿地系统动物、植物及微生物的毒理学影响,总结了湿地系统微塑料的分析检测方法,并对湿地系统中微塑料未来研究的重点进行了展望。

      • 1
    • 不同平均主应力条件下重塑黄土的应力应变特性

      刘红, 张吾渝, 冯永珍, 王鹏

      利用英国GDS空心圆柱扭剪仪,对青海重塑黄土在不同平均主应力条件下进行了一系列定向剪切试验,研究了平均主应力对青海重塑黄土应力应变特性的影响。试验保持中主应力系数b不变,在不同平均主应力条件下,将重塑黄土试样分别进行主应力轴未发生旋转和旋转45°的两种剪切破坏应力路径。实验结果表明:平均主应力和主应力方向角对重塑黄土的强度和变形有着显著影响;重塑黄土在大主应力方向角等于45°剪切破坏时峰值八面体剪应力与平均主应力成线性关系,重塑黄土破坏时所产生的八面体剪应变发展趋势基本相同;剪切过程中重塑黄土的大主应变和小主应变成对称发展,破坏时中主应变只有小幅度增长。当八面体剪应力-应变曲线没有出现峰值时,建议采用八面体剪应变为15%对应的八面体剪应力作为重塑黄土的破化标准。

      • 1
    • 石墨烯增强传统砂岩文物修复材料性能研究

      乔榛, 王捷, 孙博, 王逢睿, 丁梓涵, 杨天宇

      川渝地区分布有8000余处石窟和摩崖造像,大部分凿刻于砂岩中,长期环境作用导致砂岩性能劣化,对赋存文化遗产的安全造成威胁。为了提升传统砂岩文物修复材料的性能,将石墨烯纳米片加入传统修复材料中,运用传统工艺制备出“CH@G”灰浆。研究结果表明,加入石墨烯纳米片的CH@G灰浆,其力学性能和体积稳定性较传统材料明显提高。当石墨烯纳米片的添加量为0.07wt%时,样品力学性能最佳,56d抗压强度、抗折强度和抗拉强度分别为4.21MPa、2.21MPa和0.47MPa,相对于传统修复材料,强度分别提升了7.36%、19.46%和51.61%。FT-IR、Raman和XRD结果表明,石墨烯纳米片对固化反应产物影响较小,并且可以在早期加速水化反应,从而提升早期强度。SEM结果表明,石墨烯纳米片作为一种调节相,促使灰浆形成均匀致密的微观结构。

      • 1
    • 竖向荷载下砖石古塔损伤性能研究

      卢俊龙, 李传立, 韩鑫, 王振山

      本文研究了古砖塔结构的受压力学性能。以玄奘塔首层为原结构,分别采用原砖、1/4模型砖和1/8模型砖制作了3个1/8缩尺结构模型,进行受压试验,观测加载过程中结构裂缝发展特征,测试了结构荷载、位移及应变;并通过数值模拟,对比了3个模型受力及破坏形式,分析了古砖塔的受压破坏机理和损伤变化。研究结果表明:砖塔受压破坏过程包含沿灰缝开裂、裂缝扩展和延伸、裂缝贯通破坏3个阶段;塔体破坏始于四角顶部,随荷载增加逐渐向下扩展并贯通,形成小截面砖柱,砖柱失稳导致结构破坏;塔壁沿平面内及平面外产生水平向变形,部分砖块开裂,因砖块尺寸不同导致模型的初始损伤及刚度不同,开裂荷载和极限承载能力随砌块尺寸减小而降低,应变随块体尺寸减小而增大,并根据模型的整体变形和局部块体变形特点,分析古塔的受压破坏机制,计算出古塔受压下损伤演化趋势,研究结果为古砖塔结构的安全鉴定提供参考。

      • 1
    • 基于神经网络的钢筋混凝土剪力墙抗剪承载力研究

      郭文烨, 张健新

      神经网络(ANN)模型作为土木工程领域中一种有效的方法能够用于解决复杂的问题。基于试验数据采用神经网络对钢筋混凝土剪力墙的抗剪承载力进行预测。收集120160个钢筋混凝土剪力墙在低周往复荷载下的试验数据,建立其数据库。选取100140个试验样本对ANN模型进行训练,20个试验样本进行测试验证。ANN1和ANN2有14个输入参数:混凝土抗压强度、剪跨比、轴压比、竖向钢筋强度、横向钢筋强度、墙体竖向分布钢筋配筋率、墙体水平分布钢筋配筋率、边缘构件纵向钢筋配筋率、边缘构件横向钢筋配筋率、边缘构件与截面面积比、截面高厚比、总截面面积、墙高和截面形状。其输入数据分别被归一化到区间[0, 1]和[0.1, 0.9]。两个模型的输出数据均为剪力。对比分析ANN模型预测的钢筋混凝土剪力墙抗剪承载力与采用规范GB50011和ACI318-14公式计算的抗剪承载力,神经网络模型能够精确地预测钢筋混凝土剪力墙的抗剪承载力,具有较好的预测和泛化能力。

      • 1
    • 既有砌体结构抗压强度的贝叶斯推断

      倪玉双

      基于贝叶斯理论,推断既有砌体结构的抗压强度。将现场原位轴压法测试的砌体抗压强度作为先验信息,同时利用块体和砂浆回弹法检测强度的推定值,按照GB50003-2011《砌体结构设计规范》中的砌体抗压强度计算公式构造似然函数,联合先验信息和似然函数,推导既有砌体结构抗压强度的后验分布,研究结果表明通过后验分布可得到综合各种信息的既有砌体结构抗压强度的合理推断值。且已建立的后验分布可作为下一次抗压强度贝叶斯推断的先验信息,可实现既有砌体结构抗压强度值的动态长期观测,为砌体结构的定期维修和加固提供依据,为砌体结构的可持续发展提供基础。

      • 1
    • 纳米碳纤维增强混凝土介电特性研究

      王志航, 许金余, 吴云泉, 黄哲, 夏伟, 孟欣

      为研究纳米碳纤维增强混凝土的介电特性,发现纳米碳纤维增强混凝土对电磁波的反射与损耗规律,采用波导法测试纤维掺量为0、0.1%、0.2%、0.3%、0.5%的纳米碳纤维增强混凝土在1.7 GHz~2.6 GHz频率范围内的介电常数。分别从相对复介电常数实部,相对复介电常数虚部,损耗角正切等方面分析了纤维掺量、频率对纳米碳纤维增强混凝土介电特性的影响。同时,对比分析0.3%纤维掺量下纳米碳纤维和普通碳纤维对混凝土材料介电特性的影响。试验结果表明:纳米碳纤维的掺加提高了混凝土材料相对复介电常数实部、虚部、损耗角正切,增强了混凝土材料对电磁波的损耗能力;纤维掺量越大,纳米碳纤维增强混凝土介电特性越强,对电磁波的损耗能力越大;纳米碳纤维对混凝土材料介电特性的提高效果强于碳纤维。

      • 1
    • 循环荷载下橡胶混凝土的断裂特性

      徐颖, 卜静武, 刘雨夕, 徐英才

      为了研究了循环荷载下橡胶掺量对混凝土断裂力学性能的影响,本文对五种不同橡胶掺量(0,5%,10%,15%,20%)的带缺口混凝土梁分别开展了单调和循环加载断裂试验。根据断裂试验获得的荷载-裂缝口张开位移(P-CMOD)曲线计算了橡胶混凝土的断裂能和耗散能,结合典型橡胶混凝土试件的破坏形态,综合分析了加载工况及橡胶颗粒掺量对混凝土断裂力学性能及能量耗散的影响规律。研究结果表明,随着橡胶掺量的增加,橡胶混凝土强度和弹性模量逐渐降低,而断裂能值逐渐增大。在循环加载工况下,混凝土耗散能随循环加载过程的持续逐渐累积过程与裂缝口张开位移的累积过程类似,损伤破坏过程呈现“三阶段”特征。总耗散能随橡胶掺量增加而增加,但始终不超过其断裂能。

      • 1
    • 带翼缘剪力墙考虑剪切变形和弯剪相互作用的数值模型研究

      张品乐, 何尧琼, 张淦, 刘俊雄, 张智吉

      本文提出了一种考虑剪切变形和弯剪耦合效应的基于柔度法的有限元模型。对T形和L形剪力墙试件进行了拟静力试验,验证了模型的正确性。试验结果表明,所有试件的破坏形态为无翼缘腹板端部混凝土压碎、纵筋压曲的弯曲破坏。增强无翼缘腹板端部约束边缘构件约束,可以防止其受压过早破坏。由于腹板和翼缘相交处未观察到明显的混凝土剥落现象,腹板和翼缘相交处的约束边缘构件设计可以适当放宽。随着剪跨比的减小,试件延性明显降低。当翼缘处于受拉时,试件表现出较高的强度、刚度和较低的延性。基于该模型对钢筋混凝土带翼缘剪力墙的拟静力试验进行了非线性数值模拟分析,分析结果与试验结果吻合较好,表明该模型能够较好的模拟钢筋混凝土带翼缘剪力墙的非线性性能。

      • 1
    • 隔水帷幕对深基坑降水开挖变形控制影响

      陈凌铜, 朱丹, 杨超, 曾怡婷, 徐长节

      依托杭州沿江大道地下综合管廊深基坑工程,土体采用HSS模型进行有限元数值模拟,分析基坑降水开挖下基坑及邻近管线的变形,模拟结果与监测结果吻合较好,验证了有限元计算模型和参数选取的合理性,基于模拟提出了隔断式基坑降水优化方案,并研究了稳态渗流下隔水帷幕插入深度不同时基坑及邻近管线的变形响应。研究表明:随着悬挂式隔水帷幕深度加深,坑内外水头差线性增大,围护结构侧移峰值线性增大,管线竖向位移、坑外地表沉降线性减小;隔断式隔水帷幕比起悬挂式隔水帷幕对控制基坑降水引起的坑外地表沉降及邻近管线变形均有着显著优势,但对于围护结构变形控制更为不利。

      • 1
    • 玻璃纤维管钢筋混凝土空心柱轴压徐变性能研究

      张霓, 郑晨阳, 羡丽娜, 王连广

      为研究玻璃纤维管钢筋混凝土空心柱轴心受压徐变性能的影响,本文根据该空心柱在轴压下的受力特点,对空心柱的受力性能进行分析,建立适用于玻璃纤维管钢筋混凝土空心柱轴压徐变公式。编制徐变分析程序计算徐变应变与时间关系曲线,并通过已有试验验证徐变程序的正确性。在此基础上,计算分析作用荷载、玻璃纤维管管壁厚度、混凝土强度等级及空心率等主要设计参数对其徐变性能的影响。结果表明:在荷载作用初期(28天内),空心柱的徐变增长较快,28天后增长速度相对缓慢,大约6个月后趋于稳定。对玻璃纤维管钢筋混凝土空心柱轴压徐变影响最大的是作用荷载,其次是玻璃纤维管管壁厚度,混凝土强度等级和空心率对徐变影响相对较小,该结论可为工程实践提供参考。

      • 1
    • 邻近高耸建筑对小区风环境影响试验研究

      唐春朝, 韩艳, 沈炼, 李春光, 蔡春声

      风环境是评价人居生活质量好坏的重要指标,近年来随着国民经济的快速发展,越来越多的高耸楼宇应运而生,这些楼宇会较大程度改变已有小区风环境,给小区居民正常生活带来困扰,而当前对该问题的针对性研究还十分匮乏。文中以长沙通用时代国际社区为研究背景,利用大尺度风洞(10m×3m×21m)对新增高耸建筑后的小区风环境进行了全方位,多工况试验研究,并基于超越概率法对有无新增高耸建筑小区风环境舒适度与危险度进行了定量评估。研究结论显示:城市小区平均风剖面与湍流度剖面指数值要远高于规范值,表明城市小区具有较大的地表粗糙度。新增高耸建筑会显著改变其邻近区域风环境,如高耸建筑对通用时代小区100 m、200 m和300m范围内平均风速分别造成了25%、6%和2%的加速作用,在增加高耸建筑后小区风环境舒适度与危险度超越概率最大值分别增加了2倍和6倍。

      • 1
    • 腐解稻草DOM提取液洗脱六价铬污染土壤试验研究

      张文艺

      我国一些工矿企业产生的铬渣、含铬废水由于管理不善,导致土壤铬污染严重,迫切需要寻求低成本铬污染土壤修复技术。本研究提出了一种腐解稻草中溶解性有机质(DOM)提取液洗脱铬污染土壤的技术,通过实验室模拟试验,采用振荡淋洗法考察了固液比、淋洗时间、淋洗次数等因素对土壤中总铬、六价铬洗脱效果的影响,并探讨了淋洗前后铬形态变化及淋洗后土壤残留六价铬的持续钝化能力。研究结果表明:稻草经35天腐解后的DOM提取液洗脱土壤中铬效果最佳,确定为最佳淋洗剂;固液比1:15,淋洗4 h/次,淋洗2次为最佳淋洗工艺条件,该条件下,土壤总铬含量分别洗脱了47.79%、85.92%,六价铬含量分别削减了51.76%、95.09%;DOM提取液呈弱碱性,包含大量羧基、羟基及酚类物质,对水溶态、弱酸提取态和残渣态铬有较好的洗脱效果,有效降低了土壤环境风险,且能持续钝化淋洗后土壤中残余的六价铬。

      • 1
    • 石油烃污染土壤活性碳增强微波热修复及菌剂深度降解试验研究

      张文艺

      利用活性碳增强微波热效应对某石油化工厂区石油烃污染土壤进行修复研究,在微波处理最佳条件下,考察场地石油烃污染土壤的处理效果,通过3D-EEM(三维荧光)和GC(气相色谱)分析了石油烃污染物的组分和去除特性,并采用菌剂强化法对修复后的土壤进行深度生物降解试验。结果表明:活性碳增强微波热修复技术对石油烃污染土壤具有较好的去除效果,在微波功率700 W、辐照15 min、土壤含水率为10%、添加5%的活性碳的试验条件下,可将土壤中的石油烃含量由5700 mg/kg降至2800 mg/kg,去除率达50.9%;GC分析表明土壤中污染组分主要为TPH(C6-C9)、TPH(C15-C28)和TPH(C29-C36),经微波热修复后,土壤中TPH(C15?C28)去除率较高,达到70.4%;基于3D-EEM解析表明微波热消解对土壤中三环芳烃及其同系物去除效果较好;对微波热修复后的土壤进行工程菌剂深度生物降解,结果表明降解14天后,污染土壤中石油烃含量降至716.8 mg/kg,去除率提升至74.4%,达到《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600—2018)中的第一类用地筛选值。

      • 1
    • 铬污染土壤还原固化稳定化药剂的筛选研究

      龚亚龙, 范敏, 高晓梅, 宋安康, 胡思扬

      固化/稳定化技术是铬污染土壤处置的有效手段,不同性质的药剂对铬的还原、吸附、固化效果不同,优选出低价、高效的药剂对治理铬污染土壤具有重大的意义。采用常见的7种还原剂、10种吸附剂和6种固化剂分别对铬污染土壤进行修复,筛选出较好的还原剂、吸附剂和固化剂,并研究不同添加量对药剂修复效果的影响。研究结果表明:多硫化钙、硫化钠、氯化亚铁和硫酸亚铁优选为铬污染土壤还原剂,其中多硫化钙的效果最好,当投加摩尔比为0.8时,六价铬的稳定效率达90%以上;钙镁磷肥、弱碱性阴离子交换树脂、氧化镁和三水铝石为优选铬污染土壤吸附剂,综合考虑钙镁磷肥的效果最好,当投加质量比为20%时,六价铬的稳定效率达90%以上,总铬的稳定效率达80%以上;粒化高炉矿渣粉(分别购自重庆、河南)和水玻璃为优选铬污染土壤固化剂,其中粒化高炉矿渣粉(重庆)效果最好,当投加质量比为16%时,六价铬的固化效率达98%以上,总铬的固化效率达70%以上。综上所述,本研究所用材料在修复铬污染土壤方面发挥了重要作用,在实验室能达到较高的六价铬稳定性效率。它们作为铬固化/稳定化药剂的潜在价值及其修复效果值得在大规模的现场试验中进一步研究。

      • 1
    • 高温后不同冷却方式下混凝土-钢筋黏结性能

      杨海峰, 杨焱茜, 王玉梅, 张天宝

      为研究高温后不同冷却方式下混凝土-钢筋的黏结滑移性能,对39个高温后混凝土试件进行了中心拉拔试验,并完成了自然冷却方式下试件的劈裂抗拉强度试验,分析了温度和冷却方式对试件峰值黏结应力和峰值滑移的影响,建立了不同冷却方式下峰值黏结应力、峰值滑移与温度的关系式,提出了考虑初始温度损伤的黏结滑移全曲线方程,并基于黏结强度理论模型计算了自然冷却方式下的黏结强度理论值。结果表明:随着温度的升高,峰值黏结应力线性下降,500℃时黏结强度损失达80.5%,峰值滑移随温度升高呈现先减小后增大的趋势,不同冷却方式对峰值黏结应力和峰值滑移的影响不明显;考虑损伤的理论黏结滑移全曲线与试验曲线拟合度较好;采用理论模型计算的黏结强度与试验值较吻合。

      • 1
    • 高能级强夯加固抛填路基的有效加固深度研究

      赵家琛, 吕江, 赵晖, 孙宏磊

      高能级强夯加固回填土效果显著,应用范围越来越广泛,有效加固深度是评判加固效果和确定强夯方案的重要指标。本文以10000kN·m高能级强夯加固某抛填路基工程为背景,采用FLAC 3D有限差分软件进行单点多次夯击的强夯数值模拟,以夯击后的应力作为标准来计算有效加固深度。结果表明:随夯击次数的增加,有效加固深度先增大后稳定,六击后有效加固深度的增幅极小。经正交试验和极差分析得到土体参数对强夯有效加固深度的敏感性排序。落距与锤重和有效加固深度呈正相关关系,锤径则为负相关关系。锤重对有效加固深度的影响大于落距,在夯击能相同时,重锤低落所得到的累计夯沉量与有效加固深度均更大。提出强夯有效加固深度估算公式,并实现了量纲统一,该公式与模拟结果偏差较小,可供同类型强夯工程参考。

      • 1
    • 不同钢板加固方式影响下锈蚀RC梁试验研究

      唐皇, 彭建新, 王晗

      为了研究不同钢板加固方式对锈蚀RC梁承载性能的影响,探索不同钢板加固方式的加固效应,本文通过静力荷载试验对比研究了钢板抗弯加固、抗剪加固和抗弯-抗剪组合加固锈蚀RC梁在承载力、变形、破坏模式和延性等方面的特点,分析了不同加固方式的优缺点。研究结果表明:对于钢板厚度分别为3mm、4mm和5mm的抗弯加固锈蚀梁,随钢板厚度增加1mm,其极限承载力而增加7-18kN。组合加固效果最明显,其极限承载力相比于锈蚀梁提高了107.7%。组合加固锈蚀梁的抗变形能力最强,其次是抗弯加固锈蚀梁,同时钢板厚度增加对抗弯加固锈蚀梁的抗变形能力有积极作用。组合加固较其他两种加固方式能更有效地提高锈蚀梁的延性,其延性相比锈蚀梁提高了320.4%,其次是抗剪加固锈蚀梁。抗弯加固锈蚀梁的延性相比其他两种加固梁都要小,并且随着钢板厚度增加,其延性先增加后减小。评价抗弯和抗剪加固锈蚀梁的加固效果时需综合考虑抗变形能力和延性。

      • 1
    • 上游建筑孔洞特性对下游建筑自然通风潜力的影响及其CFD模拟可靠性

      付琳莉, 殷维, 王天文, 张国强, 郝小礼, 刘何清

      自然通风能够有效的降低室内污染物浓度,包括稀释生物气溶胶浓度。穿堂风是其主要形式之一。但在人口稠密的城市,建筑之间的遮挡作用会明显降低通风效果。在之前的研究中,鲜见讨论建筑孔洞特性对其他建筑的影响。作为初步研究,本文以两栋建筑为研究对象,讨论上游建筑的9种情形——不同的开窗面积与位置,对下游建筑穿堂风潜力的影响。本文仅讨论一个来流方向,而且此两栋建筑中心线在位于这个来流方向的直线上,间距为两倍建筑宽度。文章首先分析基于稳态RANS模型(Reynolds-averaged Navier–Stokes)的CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟风压的可靠性。结果显示,部分情形的CFD模拟的可靠性不高。相对于上游建筑5%与10%的孔隙率,20%的孔隙率难以通过CFD模拟出下游建筑物的风压。然而,风洞实验数据显示,下游建筑物的穿堂风通风潜力随上游建筑物开窗面积的增加而降低,这与一般观点相反。

      • 1
    • 游离氨对活性污泥系统中脱氮效果及胞外聚合物的影响

      蔡晨健, 吴常峰, 杨浩, 陈桐生, 孙洪伟

      本实验以人工模拟废水为研究对象,采用4组SBR反应器(R0.5, R5, R10 和 R15),重点考察了4种游离氨浓度(0.5, 5, 10和15 mg/L)对生物脱氮效能,胞外聚合物含量及其组分[蛋白质(PN)、多糖(PS)和核酸(DNA)]的影响。结果表明,4种游离氨浓度条件下都实现了较高的脱氮效果(97.6-99.4%)。游离氨对三种胞外聚合物(LB-EPS, TB-EPS,总EPS)及其组分有显著影响。当游离氨浓度从0.5 mg/L 增加到10mg/L时,LB-EPS, TB-EPS, 总EPS的含量及其组分的含量都显著增加;当游离氨浓度进一步增加到15mg/L时,LB-EPS, TB-EPS, 总EPS的含量及其组分的含量都呈降低的趋势;在4个游离氨浓度下,PN是LB-EPS的主要成分,PS是TB-EPS和总EPS的主要成分;在4个游离氨浓度下的整个反应周期中,三种胞外聚合物及其组分的含量都跟NO- x-N有着相同的变化趋势。

      • 1
    • 载锆颗粒活性炭吸附去除水溶液中的硫酸根离子

      洪怡霞, 曹威

      制备负载氧化锆的颗粒活性炭(Zr-GAC),以吸附水溶液中的硫酸根离子。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和比表面积测定等方法对Zr-GAC进行了表征。结果表明,Zr-GAC具有多孔的表面积,其上具有许多由氧化锆组成的团聚体。XPS分析证实,吸附剂表面存在大量的锆和羟基。氧化锆改性后的活性炭比表面积减小。采用间歇吸附实验研究了pH值对硫酸盐吸附的影响,在pH值小于10时,吸附效果较好。吸附等温线的模拟分析表明,Dubinin-Radushkevich(D-R)方程比Langmuir模型具有更好的拟合性,由D-R方程确定的在中性水溶液最大吸附量为70.14mg/g,远高于原GAC(8.9mg/g)。需要注意的是,D-R方程在测定溶液吸附的吸附能时可能存在问题,这值得进一步研究。动力学研究表明,硫酸根在Zr-GAC上的吸附速度较快,并遵循准二级动力学方程。此外,温度的升高在一定程度上可能利于硫酸盐的吸附。Zr-GAC具有很好的吸附水溶液中硫酸根离子的潜力,特别是它的吸附容量约为载锆生物炭吸附剂的两倍,pH值的适用范围更广。

      • 1
    • 平行隧道开挖引起沉降的透明土模型试验

      刘汉龙, 钟海怡, 顾鑫, 向钰周, 仉文岗

      为了方便现代城市的交通,城市地铁普遍采用平行隧道。两个平行隧道开挖引起的沉降预测的一般解是基于单一隧道实例,利用简化叠加法生成变形剖面,而不考虑两个隧道之间的相互作用。本研究采用透明土模型试验,模拟了两个平行隧道在砂质地基上开挖引起的地表和地层沉降。研究了两个隧道之间的间距、平行隧道相互作用时的土体损失率、埋深以及地表和地表沉陷等几个关键影响因素。在此基础上,建立了土体损失率和沉降值之间的关系。希望本研究能为城市平行隧道开挖的设计和施工提供指导。

      • 1
    • 隧道开挖引起水平向位移被动桩的简化计算方法

      冯国辉, 窦炳珺, 张高锋, 丁士龙, 徐长节

      目前大部分盾构隧道开挖对邻近桩基影响的理论研究是将被动桩简化成单参数的Winkler地基模型和双参数的Pasternak地基模型,较少考虑计算精度更高的三参数Kerr地基模型。本文基于Kerr地基模型建立被动桩的水平挠度控制方程。结合盾构隧道开挖施加的水平附加应力,利用差分法计算得到盾构开挖对邻近桩基的数学矩阵解析表达式,随后得到被动桩的水平变形位移半解析解。通过两个工程实例的验证,Kerr地基模型相比于Winkler、Pasternak地基模型的计算结果更加符合实测数据。参数分析表明:随着隧道直径的增大,被动桩水平位移会增加;增大桩基的直径,被动桩水平位移会减小;对于桩底以下隧道开挖情况,增大桩基与盾构开挖的水平距离和竖向净距,被动桩水平位移均会减小。

      • 1
    • 减振孔减振效应的数值模拟研究

      赵蕊, 李雅诗, 彭琦, 朱建波

      通过显式动力有限元软件AUTODYN,研究了减振孔对岩石地下洞室爆破产生的爆炸应力波传播与衰减以及对地表和邻近地下洞室动态响应的影响与规律。首先,通过与爆破模型试验结果进行对比,验证了AUTODYN模拟地下洞室爆炸过程和应力波传播的有效性和准确性。然后,通过数值模拟,分析了不同减振孔参数对邻近洞室和地表的质点峰值振动速度(PPV)和减振孔屏障前后测点的隔振率的影响,揭示了减振孔参数变化对减振效果的影响规律。数值模拟结果表明:减振孔直径、孔间距、孔距爆源距离及孔排数均会对邻近地下洞室和地表的PPV及减振孔屏障前后测点的隔振率产生影响。随着减振孔直径、减振孔排数的增大,或者减振孔间距、减振孔距爆源距离的减小,邻近地下洞室和地表测点的PPV呈现减小趋势,减振孔屏障前后测点的隔振率呈现显著增大趋势,即减振孔减振效果增强。此外,随减振孔参数变化,减振孔前后和减振孔间岩体前后测点的隔振率呈现显著的差异性,前者明显大于后者,两者差值随孔直径的增加先增大后减小,随爆心距的增加迅速减小,随孔排数的增加没有明显变化。减振孔间距变化会影响测点与减振孔的相对位置,从而影响测点的隔振率大小。这些研究成果可为实际爆破工程中减振孔布置与防灾减灾提供一定的参考依据。

      • 1
    • 锈蚀表面形貌对钢材超低周疲劳性能的影响

      宋方远, 谢旭, 张婷婷

      锈蚀是钢桥耐久性退化的典型形式之一,锈蚀形貌是影响结构表面应变分布的重要因素。为了研究钢材的锈蚀形貌以及蚀坑对结构超低周疲劳性能的影响,以我国钢桥建设中常用的Q345钢材为例,对4组不同锈蚀程度的钢板试样进行表面形貌二维和三维测量;通过粗糙度、分形维数和功率谱密度函数方法对二维轮廓数据进行了分析;依据三维形貌数据,建立精细有限元模型,基于改进的循环空穴扩张模型(CVGM)对锈蚀钢材的超低周疲劳断裂机理进行分析,讨论锈蚀试样发生开裂的关键因素。结果表明,人工加速锈蚀试验的锈蚀速率受锈层阻隔影响明显;粗糙度、分形维数与功率谱密度函数难以区分锈蚀程度;数值计算中蚀坑位置的应力三轴度与等效塑性应变均显著高于非蚀坑位置,蚀坑是影响锈蚀钢材超低周疲劳开裂的关键因素。

      • 1
    • 钙质砂中静力触探试验的大变形有限元模拟

      裴会敏, 王栋, 刘清秉

      静力触探试验(CPT)被广泛用于确定无黏性土的力学性质,现有研究集中在普通石英砂,由CPT贯入阻力推测钙质砂强度特性的成果很少。钙质砂的峰值内摩擦角一般高于石英砂,内摩擦角和剪胀角随应变的变化也不同于石英砂。本文采用任意拉格朗日欧拉格式的大变形有限元方法,模拟石英砂和钙质砂中CPT的完整贯入过程,有效避免了锥尖周围的网格扭曲。其中引入修正摩尔-库伦模型,描述石英砂和钙质砂强度发挥与塑性剪应变的关系,由弯曲元和三轴排水试验确定本构模型参数。数值模拟得到的锥尖贯入阻力与已有离心机试验结果吻合,表明建立的数值模型能够再现钙质砂中的静力触探试验。

      • 1
    • 颗粒形状对粗粒土-格栅界面剪切特性的影响

      刘飞禹, 郑其婷, 王军, 应梦杰

      为研究颗粒形状对粗粒土-格栅界面剪切行为的影响,选择碎石和具有相同粒径分布的玻璃珠作为试验材料,利用动态直剪仪对碎石-格栅和玻璃珠-格栅界面进行了一系列单调直剪试验、循环剪切试验和循环后单调直剪试验,分析了竖向应力分别为30、60和90 kPa下加筋碎石和加筋玻璃珠界面的单调直剪特性;接着,研究了位移幅值分别为1、3、6、9、12和15 mm的循环加载作用下两种加筋界面的循环剪切特性,并对比分析了循环剪切前、后两种加筋界面单调剪切特性的异同点。结果表明:单调直剪试验中,3种竖向应力下碎石-格栅界面的抗剪强度和最大剪胀量均大于玻璃珠-格栅界面的相应值。循环剪切试验中,不同剪切幅值的循环加载作用下碎石-格栅和玻璃珠-格栅界面的循环剪切行为存在差异。循环后单调直剪试验中,碎石-格栅界面循环后的界面抗剪强度较未经受循环加载的界面抗剪强度有所提高,幅值为15 mm的界面除外;而所有幅值下玻璃珠-格栅界面循环后的抗剪强度均发生了退化。

      • 1
    • 酸性环境下砂岩腐蚀的渗流特性

      霍润科, 钱美婷

      为了拓宽酸性介质与砂岩之间的细观特性研究,论文基于数字岩心模型和格子Boltzmann方程,开展砂岩受酸腐蚀过程的加速模拟试验,分析不同酸性环境下受酸腐蚀砂岩的渗流特性。首先,通过CT扫描设备探究受酸腐蚀砂岩内部矿物组成的结构变化;利用Image J和Avizo可视化图像处理软件建立了受酸腐蚀砂岩的数字岩心,结合格子Boltzmann方程构建出砂岩受酸腐蚀过程中的渗流模型,分析了砂岩受酸腐蚀过程中内部孔隙结构和渗流特性的变化规律。研究结果表明:CT扫描试验可展示砂岩内部的矿物组成及孔隙分布,反映酸性溶液对砂岩的腐蚀程度;渗透深度随孔隙率的增大而增大,变化速率先快后慢,最后趋于稳定,说明基于Boltzmann方程构建的渗流模型对模拟砂岩受酸腐蚀过程具有较好的适用性。

      • 1
    • 基于声发射技术煤矸石混凝土冻融损伤本构关系

      邱继生

      本文考虑煤矸石粗骨料取代率(0、20%、40%、60%)的影响,开展冻融循环试验、单轴受压本构试验及声发射检测试验,研究煤矸石混凝土的损伤本构模型。研究结果表明:不同取代率的煤矸石混凝土的相对峰值应变与冻融损伤值具有较高的相关性,所得的冻融损伤值与相对峰值应变的方程可为本构模型的建立提供有效参数。煤矸石混凝土声发射特性与其荷载损伤发展情况、力学性能、应力-应变曲线有紧密的联系,因此本文基于声发射特性,采用PBS平行杆力学模型建立了煤矸石混凝土冻融损伤本构关系,且计算结果与试验数据符合较好。该模型能较准确地反映混凝土在冻融和荷载作用下的全过程损伤特征,可为寒冷地区煤矸石混凝土结构的寿命预测和性能提供参考。

      • 1
    • 老化与偏心受压下板式橡胶支座抗震性能拟静力试验

      黄海新, 李炫钢, 李帆, 程寿山

      板式橡胶支座的老化和偏压甚至脱空对桥梁抗震安全至关重要。将板式橡胶支座进行室内老化试验并测得弹性模量,按老化程度和轴压偏心大小共分16个工况,采用拟静力试验对比分析了热老化、偏压脱空及其耦合下支座的抗震性能指标及变化规律。结果发现:偏心受压下支座滞回曲线较为狭长,滞回曲线面积和等效阻尼比减小,水平等效刚度增大;老化后的支座剪切变形量缩减,在给定的位移幅值下因滑移量占比加大滞回曲线更为饱满,对应的等效阻尼比增大;老化和偏心耦合状态下的滞回曲线斜率更为平缓,支座耗能能力明显削弱;位于梁端或长期处于偏压状态的普通板式橡胶支座在地震中存在因单向累计滑移过大而脱落的风险。建议桥梁维护中应对支座底面采取限位措施,并对偏心受压严重的支座进行及时调整。

      • 1
    • 钢筋混凝土简支深梁的拓扑优化设计方法试验研究

      张鹄志

      钢筋分离模型遗传双向演化结构优化采用逐代概率性舍去与逐代概率性复活并存的演化机制,针对钢筋单元进行优化,可获取基于应力均匀化分布的最优钢筋拓扑,为深梁等二维构件的工程配筋设计提供新思路。根据钢筋分离模型遗传双向演化结构优化和中国规范推荐的经验设计方法完成一组钢筋混凝土简支深梁的配筋对比静力试验。试验结果表明,钢筋分离模型遗传双向演化结构优化设计的构件消耗较少的钢筋用量,获得较高的极限承载能力,有着更充分的裂缝开展和更佳的耗能能力,以斜钢筋补强斜截面的配筋设计方式也更符合构件的受力机理和特性。总的来说,钢筋分离模型遗传双向演化结构优化在深梁配筋设计方面的能力得到了证实,可以供日后的工程设计参考。

      • 1
    • 多源低活性混凝土废浆再生利用的研究进展

      高英力, 段开瑞, 何倍, 曾维, 徐艺珅, 卜涛, 龙国鑫

      摘 要:混凝土废浆(Concrete slurry waste, CSW),是混凝土搅拌站中特有的富含硅酸盐类矿物的未硬化废弃物,因成分复杂、高含水、毒害性、腐蚀性等特点,其再生利用一直受到极大的限制。本文综述了当前国内外对CSW的大宗再生利用研究,包括:再生为水泥砼制品用粗、细骨料、填料、胶材(湿法研磨技术)和外掺剂,作水泥熟料生产用原料;基于碳化技术和冷粘结造粒技术制备新型砼制品和轻型骨料;于单、双组分碱激发胶材的应用与发展构思。指明了CSW未来高效再生利用的主要研究方向:1. CSW低能耗预处理技术与活性激发技术;2. 碳化技术;3. 重金属的长期浸出行为和耐久性研究。

      • 1
    • 真空预压联合间歇电渗加固疏浚淤泥试验研究

      刘飞禹, 李哲, 袁国辉, 王军

      沿海地区的疏浚工程产生了大量疏浚淤泥。为了研究的疏浚淤泥的处理方法,本文通过室内模型试验,对温州地区的疏浚淤泥进行了分级真空预压联合间歇电渗的加固处理,并对间歇通电的时间及间歇逐级加压电渗进行了研究。试验过程中监测了真空压力,电流,排水量和土表的沉降;试验之后,对土体含水率、十字板剪切强度以及电极腐蚀质量进行了测量。试验结果表明,虽然间歇通电时间越长,土体固结效果越好,但是间歇通电时长超过24 h时,土体加固效果开始减弱;然而,电极腐蚀质量和间歇电渗的平均能耗系数却依然与间歇通电时长呈正相关。此外,分级真空预压联合间歇逐级加压电渗法相比于分级真空预压联合间歇电渗法获得了更佳的土体加固效果,并且其电极腐蚀质量和间歇电渗的平均能耗系数也显著地降低。

      • 1
    • 双轴受压状态下混凝土动态抗压特性试验研究

      夏伟, 许金余, 冷冰林, 孟博旭, 王腾蛟, 刘高杰

      由于多轴试验装置的高技术性,混凝土在复杂应力状态下的动力研究相对偏少。为研究双轴受压状态下混凝土的动态抗压特性,采用真三轴静动综合加载试验系统,进行了5种双轴受压状态下混凝土立方体试件的冲击压缩试验,分别从应力-应变曲线特征、强度特性和变形特性等方面分析了双轴受压状态对混凝土动力响应的影响规律。结果表明:双轴受压状态下,混凝土承受冲击荷载时呈现典型的脆性破坏,应力-应变曲线初期无明显压实挤密阶段;当主轴压比一定时,随单侧压比的增大,混凝土的动态抗压强度呈现出先升高后降低的趋势,峰值应变和平均应变率皆呈现出先减小后增大的趋势;双轴受压对混凝土有加固约束作用,因而提高了其动态抗压强度和抗变形能力,主轴压比:单侧压比为0.4:0.4时作用效果最佳。

      • 1
    • 基于15N质量平衡法研究养殖消化废水中氨氮的去除机理

      王海萍, 郑立国, 佘佳荣, 曹群

      为避免养猪场消化废水对环境造成的污染,利用微藻去除消化废水中营养物质的二次处理方法受到了广泛关注。在本研究中,采用15N质量平衡法研究了鞘藻去除氨氮的主要机理,重点研究了鞘藻生长与氨氮去除的关系以及氨氮去除的主要途径。经高压灭菌后的消化废水在鞘藻培养期的氨氮去除率为96.2%,鞘藻特定生长率为0.04-0.15;而稀释后的原消化废水氨氮的去除率为94.1%,鞘藻特定生长率为-0.14-0.13。通过曝气的汽提效应对氨的去除有显著的促进作用,尤其在高pH实验条件下更有利于脱氨。15N同位素质量平衡分析表明,原始消化废水中存在的细菌对氨氮的去除影响小,在鞘藻培养期去除原消化废水中氨氮的主要途径是鞘藻的吸收和气体的损失,分别占总氮量的40.97% 和 32.59%。氨氮的去除与主要影响因素间的回归和通径分析表明要提高氨氮去除率需要提高鞘藻Chl-a含量和DO浓度,同时限制或保持pH在弱碱性状态。

      • 1
    • 多尺度纤维复合增强水泥基材料力学性能

      张勤, 巩稣稣, 赵永胜, 吴耀青, 周继凯

      为改善水泥基材料抗拉强度低、韧性差以及易开裂等性能缺陷,采用微米级碳酸钙晶须和厘米级短切耐碱玻璃纤维复合增强高性能水泥基材料,并对不同纤维增强水泥基材料的基本力学性能进行了研究。结果表明,微观碳酸钙晶须和宏观耐碱玻璃纤维均有利于水泥基材料力学性能的提高,且提高程度与纤维(或晶须)掺量及长度相关;采用碳酸钙晶须和耐碱玻璃纤维复合增强水泥基材料,可分别在微宏观结构层次上发挥两种纤维的增强优势,增强水泥基材料的抗折和劈拉强度比未增强时最多可分别提高约60%和80%。

      • 1
    • 钢玄武岩纤维复合筋混凝土梁受剪承载力分析

      范旭红, 倪林, 秦卫红

      钢玄武岩纤维复合筋(SFCB)兼具钢筋的延性和玄武岩纤维的防腐性能,并且具有显著的二次刚度,但它的弹性模量低于钢筋。SFCB作为纵向筋时可使混凝土构件的受弯性能具有二次刚度,但构件的受剪承载力会低于钢筋混凝土梁。为深入研究SFCB作为纵筋时混凝土梁的受剪性能,以纵筋筋材种类、构件剪跨比为试验参数,进行了梁的四点加载试验。详细分析了不同参数对混凝土梁的破坏形态、裂缝发展、受剪承载力的影响。试验结果表明:SFCB混凝土梁的受剪破坏主要呈现斜压破坏、剪压破坏和非典型剪压破坏三种形态。SFCB混凝土梁的受剪承载力整体低于钢筋混凝土梁、斜裂缝宽度大于钢筋混凝土梁。基于桁架拱模型,推导了SFCB混凝土梁受剪承载力的理论计算公式。经与试验承载力对比可知,上述SFCB混凝土梁受剪承载力理论计算公式具有一定的适用性与安全性。

      • 1
    • 设置镦锚钢筋的地下综合管廊墙板节点抗震性能研究

      李正英, 余书君, 贺继军

      为探讨使用镦头锚固钢筋的地下综合管廊墙板节点的抗震性能,对6个足尺墙板节点进行了低周往复荷载试验研究。考察了地下综合管廊墙板节点的承载能力、失效模式、滞回耗能能力、位移延性等抗震性能指标,将现浇墙板节点试件与叠合装配式墙板节点试件的试验结果进行对比分析,并分析了镦锚钢筋锚固长度的合理取值。采用有限元程序建立节点的精细有限元模型,验证了其正确性。研究表明:设置镦头钢筋锚固的叠合装配式节点具有与现浇节点大致相当的承载能力,位移延性及耗能能力方面相对较好,说明叠合装配式节点能够达到与现浇节点相近的抗震性能要求。镦头钢筋锚固长度采用 时,地下综合管廊墙板节点试件抗震性能可满足抗震设计要求,而随着镦锚钢筋锚固长度的减小,墙板节点的承载能力和变形能力逐渐下降,延性及耗能能力逐渐降低;叠合装配式节点在低周往复加载下,预制叠合面缝隙开展较大,节点核心区混凝土易发生破坏,在实际工程中需采取必要的加强措施,加强节点区连接构造措施。

      • 1
    • 纳米C-S-H/PCE对硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥凝结硬化的影响

      胡建伟, 谢永江, 刘子科, 郑新国, 曾志, 王月华, 翁智财, 蒋睿

      研究了纳米C-S-H/PCE对硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥凝结时间、早期水化历程及抗压强度的影响,采用XRD、TG、pH计和SEM等分析测试手段对早龄期水化产物和液相碱度等进行了表征,探讨了纳米C-S-H/PCE对硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥的增强机理。结果表明:掺加纳米C-S-H/PCE能有效缩短硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥浆体初凝及终凝时间,当C-S-H掺量≥1.0%时,硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥的初终凝时间差明显缩短。纳米C-S-H/PCE加快了硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥水化放热速率,提高了总的水化放热量,早期水化产物生成数量多,但对水泥水化产物类型没有影响,硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥体系8h、12h和16h的抗压强度显著提高。

      • 1
    • 城市地区管道渗漏引发地面塌陷成灾机理的CFD-DEM联合计算模拟

      王越林, 陆烨

      近年来城市地区地面沉降和塌方事故频繁发生,究其原因管道渗漏是导致此类事故的主要因素之一。当管道破裂时,若管道内流体为重力流,管道周围土体会被冲蚀进管道,最终导致沉降或地面塌陷。为探讨管道渗漏时土体在水流作用下的迁移过程,作者提出了一种计算流体动力学(CFD)和离散元(DEM)程序联合计算数值模拟方法。此方法主要采用颗粒流程序(PFC3D)对地层进行建模,用ANASYS中的FLUENT模块计算地下水流场并导入PFC3D,进行联合计算。采用此流-固耦合方法,本文针对上海北部地区地层情况,即上部1.5m厚黏性土层、下部2.5m厚砂性土层进行数值建模,研究地下管道裂缝尺寸和地下管道裂缝位置对管道渗漏引发的地下空洞区发展及地面塌陷的影响。数值模拟结果表明:裂缝尺寸越大,土体流失量越大,砂性地层内土体扰动区域范围越广,由于上部黏性土层的存在,地表沉降值不大;土体扰动区域范围以裂缝位置为起点不断扩展,往上部延伸,扰动区域范围越大,且扰动区域范围是远远大于空洞区范围的。

      • 1
    • 碳气凝胶阴极用于电化学-臭氧体系去除水中布洛芬

      苗志全, 黄文璇, 王拓, 宋昀茜, 袁国兴, 吴凯, 程立坤, 赵纯

      以天然棉花为前驱物,通过直接一步热解法制备了新型碳纤维气凝胶(CFA)阴极,用于电化学-臭氧技术(E-O3-CFA),通过SEM、BET、XPS等方法对CFA进行成分和结构分析,并系统地研究了E-O3-CFA体系对水中布洛芬(IBP)的去除情况,考察了阴极材料、臭氧浓度、电流强度和初始pH等因素的影响,分析了该体系去除IBP的途径和机理,并对能耗进行了计算。结果表明,CFA是一种多孔互联的三维网状结构,孔隙发达,比表面积高且表面存在丰富的含氧官能团,在电流强度为300 mA,O3浓度为16 mg/L,未调节初始pH的条件下E-O3-CFA体系对水中IBP的去除率高达97.96%,高于使用其它阴极材料的电化学-臭氧体系(不锈钢阴极83.11%、活性炭纤维阴极94.78%、石墨阴极89.05%),CFA阴极的使用进一步降低了电化学-臭氧体系的单位能耗(SEC=2.49 kW·h/gTOC),该体系主要通过以羟基自由基(·OH)为主的自由基路径氧化降解有机物。

      • 1
    • 考虑变形滞后效应的高液限土路基模量反算方法

      刘闯, 张锐, 滕煜晟, 任天锃

      为了提高便携式落锤弯沉仪(PFWD)测定高液限土路基回弹模量的精度,考虑变形滞后效应对反算结果的影响,提出了一种基于Kelvin粘弹性模型和准静态动力分析反算模量的方法。通过现场试验,验证了新方法的有效性。研究结果表明:利用高液限土填筑的下路堤模量较低,在PFWD冲击荷载作用下,其顶面竖向位移峰值明显滞后于荷载峰值,且荷载-位移曲线非线性显著;基于线弹性模型的常规反算方法使得反算模量远大于实测模量,平均相对误差为52.5%;新方法能较好反映冲击荷载作用下变形滞后特征,反算相对误差仅为9.2%。随着路基模量增大,路基变形滞后效应不显著,常规方法和新方法反算结果相近,但前者仍远大于后者。研究成果可为高液限土路基施工质量控制提供参考。

      • 1
    • 平面应变条件下冻融循环对黄土力学性质的影响

      李宝平, 平高权, 张玉, 杨倩

      以原状黄土为研究对象,通过平面应变试验,研究了冻融循环对原状黄土物理力学性质的影响。研究结果表明:随着冻融循环周期的增大,土样表面损伤越严重;在同含水率、同固结围压的条件下,原状黄土的偏应力-轴向应变(σ1-σ3)-ε1曲线随着冻融循环次数的增大而逐渐减小,并且冻融循环对原状黄土(σ1-σ3)-ε1曲线的劣化作用,随着含水率的增大而增大,随着固结围压的增大而减小;根据摩尔-库伦强度准则,得出粘聚力和内摩擦角均随着含水率的增大呈现出类似线型减小,粘聚力随着冻融循环周期的增大呈现出指数减小,内摩擦角随着冻融循环周期的增大略有减小,但在3°范围内变化。基于试验数据合理性,拟合出原状黄土随冻融循环周期的劣化模型,该模型经试验验证可较好描述原状黄土随冻融循环周期的劣化规律。

      • 1
    • 基于地震均匀损伤的RC框架结构新型侧向力模式

      白久林, 刘明辉, 孙博豪, 陈辉明

      结构在强震下形成均匀损伤状态时,各楼层的侧向变形近似、损伤大小相同,各部位的材料性能均得到了充分发挥,易于形成整体化的耗能机制。基于优化准则法,考虑结构整体损伤和局部损伤,本文首先构建了RC框架结构地震均匀损伤优化设计程序。基于非线性温克尔地基梁模型(BNWF),建立了能够考虑土-结构相互作用的RC框架结构分析模型。以三个5层、8层和12层结构为例,对其进行了均匀损伤优化设计和关键收敛参数分析。基于三个均匀损伤优化设计结构的层剪力分布,以我国抗震规范的侧力模式为基础,提出了新型的侧向力模式。本文所形成的均匀损伤优化设计方法、新型侧向力模式,可为我国RC框架的抗震设计提供依据和参考。

      • 1
    • 基于桩周土加固效应的双排桩承载性状模型试验研究

      王祥秋, 廖镇源, 郑土永, 朱道立

      双排桩在复杂环境条件深基坑工程中具有广泛的应用前景,针对双排桩复杂的承载性状与力学性态,基于相似材料模型试验原理,构建深基坑工程双排桩室内试验模型,对桩间土、桩侧被动区、桩端土体以及复合加固等5种加固工况下双排桩的承载特性进行分析研究。研究表明,当采取桩间土与被动区土体复合加固措施时,前排桩最大正、负弯矩相对于未采取加固措施时分别降低了66.9%和55.3%,后排桩桩身最大正负弯矩分别降低了98.3%和56.0%,而桩顶水平位移降低约77.3%,其加固效果十分显著。桩间土、桩侧被动区以及桩端土加固均可有效提高双排桩的承载性能,但以桩间土加固效果为最好。主要原因在于桩间土加固可显著提高桩间土的变形模量,从而增强桩土复合承载体截面整体抗弯刚度,从而提高双排桩的承载能力。

      • 1
    • 基于地区温度实测数据的大跨度钢箱梁悬索桥温致效应研究

      黄旭, 朱金, 钱逸哲, 李永乐

      本文基于地区温度实测数据研究了大跨度钢箱梁悬索桥温致效应。首先,基于地区的温度实测数据,采用4种常用的概率分布模型对桥址区不同季节日温度极值分布进行拟合,通过5项拟合指标评价了各概率分布模型的拟合优劣并选取了最优概率分布模型。基于最优概率分布模型,进一步推算出桥址区重现期分别为20年、50年和100年的温度极大值和极小值。其次,采用ANSYS有限元软件建立了某大跨度钢箱梁悬索桥有限元模型,并研究了考虑极端温度下不同构件升降温对桥梁自振频率和位移的影响。最后,本文还进一步研究了中央扣、竖向支座和伸缩缝等约束体系对桥梁温致效应的影响。研究结果表明:全桥自振频率,除加劲梁一阶对称横弯频率外,其余的频率与全桥的温度呈负相关;悬索桥的桥塔和加劲梁分别升、降温25℃时,桥梁各阶自振频率变化量都在5%以内;但是,悬索桥主缆降温12℃时,将导致加劲梁反对称竖向振动频率的显著增加,约为12%。此外,加劲梁纵向竖向位移响应及桥塔竖向和纵桥向位移响应与桥梁的温度变化呈线性相关性,且加劲梁的纵向位移受加劲梁的温度变化影响最大,建水测和元阳侧纵向位移变化率分别为4.7mm/℃和3.3mm/℃。另外,加劲梁梁端竖向位移和转角主要受到主缆温度变化的影响。竖向支座和伸缩缝纵向限位装置对桥梁的温致位移响应影响可忽略不计,但中央扣会使桥梁跨中处短吊杆的内力发生突变。

      • 1
    • 配置高强抗剪钢筋的混凝土整浇界面直剪性能试验研究

      刘杰, 邱磊, 张杨, 陈娟娟, 周万清

      为了研究抗剪钢筋的屈服强度fy和混凝土保护层厚度h对混凝土整浇界面直剪性能的影响,本文开展了12个Z形试件推出式试验。基于试验现象和界面实测的荷载-滑移曲线,提出了界面剪力传递机理。根据试件的承载力测试值,对规范ACI、PCI以及AASHTO的界面直剪承载力计算公式进行了评估分析。结果表明:当fy由400MPa提高至600MPa或h由20mm增加至40mm时,界面的直剪强度和刚度均无显著变化,但h的变化会引起界面破坏模式的改变;混凝土的粘结力和内聚力对界面直剪承载力的贡献较大;上述三个规范的计算公式都能较好地应用于指导工程设计,但ACI和PCI计算公式显得过于保守,而AASHTO计算公式的计算精度较高。研究结论可为混凝土整浇界面抗剪钢筋的配置以及相关设计规范的选用提供参考。

      • 1
    • 以煤矸石为原料的PAFCC絮凝剂的制备与应用试验研究

      丁舒航

      以煤矸石为原料,经过高温焙烧、酸浸、聚合、熟化等过程制备了高效无机高分子絮凝剂聚合氯化铝铁钙(PAFCC),通过单因素实验研究了PAFCC制备条件对浊度、COD和UV254去除率的影响。试验表明PAFCC最佳聚合条件为pH=2,聚合温度为60 ℃,聚合时间5 h,在40℃下熟化28 h。混凝结果表明制备的PAFCC对浊度有极好的去除效果,达到95.70%,同时对COD、UV254有一定去除效果,去除率分别达到47.51%、45.98%。炼化废水混凝结果表明,PAFCC对浊度和总磷有较好的去除效果,同时对COD及氨氮有一定去除效果,效果明显优于传统PAC。

      • 1
    • 基于均匀设计及BP神经网络的大体积混凝土热学参数反分析

      张玉平, 马超, 李传习, 高树威

      为了解决桥梁工程大体积混凝土热学参数失真的问题,提出了一种基于均匀设计理论与BP神经网络的大体积混凝土热学参数反分析方法。首先基于Matlab建立BP神经网络模型,采用tan-sigmod型传递函数,然后利用均匀设计方法确定热学参数样本,通过有限元计算得到混凝土特征点温度计算样本,训练其二者之间的非线性关系。最后将实测温度值输入训练好的神经网络,即可得到各热学参数的反演值。在太洪长江大桥散索鞍支墩承台大体积混凝土施工中反演了导热系数、反应速率及绝热温升,基于反演值的温度计算值与现场实测值吻合较好,指导了温控施工,确保了工程安全。工程实践表明:将均匀设计和BP神经网络相结合的反分析方法,减少了样本数据,在BP神经网络的训练阶段,采用附加动量法明显缩短网络训练时间,提高了效率。

      • 1
    • T形方钢管混凝土组合异形柱偏压性能试验研究

      李泉, 周学军, 李国强, 刘哲, 王振, 王兴博, xianguodong

      T形方钢管混凝土组合异形柱具有良好的力学性能,以试件长度、偏心距、偏心方向为试验参数,设计9个不同长细比的试件进行偏心受压试验,观察试件的破坏形态,得到荷载-应变曲线和荷载-挠度曲线,并分析各参数对试件偏心受压性能的影响。试验结果表明:长度为600mm的试件发生强度破坏,长度为1500mm和1800mm的试件发生弯曲失稳破坏;试件长度越长,弯曲破坏特征越明显;偏心距越大,偏压承载力越低;偏心方向对偏心受压性能的影响相对较小。与国内外有关规范计算结果对比发现,按DBJ/T13-51-2010计算的结果与试验结果吻合最好。T形方钢管混凝土组合异形柱延性较好,方钢管之间可以协同工作,偏心受压力学性能良好。。

      • 1
    • 基于无味变换的边坡可靠性分析

      向子林, 许晓亮, 黄闻捷, 陈将宏

      岩土工程不确定性问题是近年研究的热点之一,以边坡可靠性分析为出发点,通过介绍无味变换原理,给出了基于无味变换的边坡可靠性分析方法及实施步骤,借助已有研究中的均质边坡和分层边坡算例,探讨了基于无味变换的边坡可靠性分析方法的合理性和适用性,结果表明:基于无味变换原理开展边坡可靠性分析可不依赖于变量的分布类型,应用方便且计算效率高;在分析可靠性较高的边坡时,由于失效概率量值较小,引起的相对误差较大,此时应谨慎选择,但对于工程上更为关注的可靠性较低(高失效概率)的边坡,与蒙特卡洛方法相比,基于无味变换方法的计算结果相对误差在5%以内,且变量相关系数的变化引起的误差波动较小,适用性较好。

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    • 苏南太湖流域农村污水PFASs现状及分散式处理设施去除效能研究

      张文艺

      以常州市武进区洛阳镇6座分散式农村污水处理设施为研究对象,分别采集了处理设施总进水、总出水及湿地土壤,共检测出样品中11种PFCAs (全氟羟酸类物质C4~C14)和4种PFSAs (全氟磺酸类物质C4、C6、C8、C10)及MeFOSA(N-甲基全氟辛基磺酰胺)、EtFOSA(N-乙基全氟辛基磺酰胺)、MeFOSE(N-甲基全氟辛基磺酰氨基乙醇)等PFOS(全氟辛烷磺酸)前体物质的质量浓度。统计分析表明:6种PFCAs和3种PFSAs在6个村庄污水处理设施总进水检出率均在83.33%以上;PFSAs中浓度最高组分为PFOS,浓度范围为(N.D.~79.89 ng?L-1)、PFCAs浓度最高的组分为PFOA(全氟辛酸铵),浓度范围为(3.87~8.6 ng?L-1);3种不同污水收集方式中的全氟及多氟类化合物(PFASs)浓度特征为雨污合流及企业排水>雨污分流>雨污合流,接触氧化A/O工艺和多级A/O工艺总出水中的PFASs浓度高于总进水,对PFASs没有去除效果;A/O-MBR工艺则对中链PFASs具有较好的去除效果,去除率为81.27%.对PFOS的去除最为明显,浓度从64.45 ng?L-1降到了15.41ng?L-1,去除率可达74.9%,但其对短链PFASs未见有明显去除效果;人工湿地对中链PFASs也具有较好的去除效果,湿地出水中PFOS可从15.41ng?L-1降至检出限以下。短链PFASs具有较低的吸附势和疏水性,更易存在于液相中而不是在固相中,使得几种工艺对其均未见有明显去除效果,甚至出水浓度较进水高。

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    • 内翻U形外包钢组合梁正截面抗弯承载力分析

      阎奇武, 张正

      为研究新型内翻U形外包钢-混凝土组合梁正截面抗弯承载力及其构造要求,以已有内翻U型外包钢-混凝土组合连续试验梁为参照,建立该组合连续梁非线性有限元模型,模拟组合连续梁有限元模型的荷载-跨中挠度曲线,并与相关试验结果对比,验证了该组合梁有限元模型的建模方法和参数选取的合理性和有效性。应用建立的组合连续梁有限元模型,分析了内翻外包钢-混凝土组合梁正截面抗弯承载力的主要影响参数。综合内翻U型外包钢-混凝土组合连续梁正截面抗弯承载力试验和模拟结果,提出采用简化塑性理论计算组合梁正截面抗弯承载力计算时,组合梁正截面抗弯承载力塑性理论计算值应乘0.96的修正系数。0.96倍组合梁正截面抗弯承载力塑性理论计算值与组合梁有限元模型模拟计算值比较表明两者十分偏安全地接近,提出的组合梁正截面抗弯承载力修正的简化塑性理论计算值具有足够的准确性和可靠性。

      • 1
    • 静动组合荷载下混凝土高温后双轴动态力学性能研究

      王志航, 许金余, 吕晓聪, 王腾蛟, 刘高杰

      由于实验的复杂性,高温后混凝土在复杂应力状态下的动态力学性能研究一直较少,但在建筑物火灾和国防军事防护工程中,混凝土结构多处于多轴应力和冲击荷载的共同作用下。为研究静动组合荷载下混凝土高温后双轴动态力学性能,采用真三轴静、动力综合加载实验系统,使用真三轴试验机预先施加双轴轴压,再利用SHPB试验装置,分别对常温(25 ℃)和200、400、600、800 ℃高温后混凝土试件施加冲击动载,发现了双轴应力状态下混凝土在高温后的动态力学性能规律性。试验结果表明:温度变化是影响高温后混凝土双轴动态力学性能的主要因素,应变率变化是次要因素;当温度大于400 ℃时,应力—应变关系曲线出现屈服平台,此时混凝土韧性较低温时有显著提高。200 ℃是高温后混凝土双轴动态抗压强度的转折温度,当温度继续升高时,双轴动态抗压强度明显下降。

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    • 竖向荷载作用下加斜撑冷弯薄壁型钢组合墙体抗震性能研究

      徐云鹏, 夏祥, 刘宇清, 杨秀红, 宫大壮

      通过对竖向荷载作用下加斜撑冷弯薄壁型钢组合墙体的抗震性能试验研究,考察了墙体的受力特性、破坏模式和滞回性能,分析了覆面板对组合墙体滞回性能、延性和耗能能力的影响。试验结果表明:相同竖向荷载作用下,单面覆OSB板墙体较无面板墙体的抗剪承载力提高了38.79%;墙架柱轴压比为0.24较轴压比为0.16的单面覆OSB板组合墙体抗剪承载力提高了7.5%,屈服位移降低了8.1%,墙体延性系数μ提高了4.5%,耗能系数E提高了4.1%,加斜撑冷弯薄壁型钢组合墙体体现出较好的抗震性能。在对有限元模型可靠性进行验证的基础上,通过变参数分析考察了墙架柱轴压比、钢龙骨屈服强度对墙体受力性能的影响规律,分析结果表明:随墙架柱轴压比的增大,组合墙体的抗剪承载力有所提高;减小钢龙骨的屈服强度,组合墙体的抗剪承载力下降明显。最后,依据《低层冷弯薄壁型钢房屋技术规程》(JGJ227-2011)和美国规范AISI S400-15,推导出墙体的抗力分项系数,确定了水平地震作用下此类墙体的抗剪承载力设计值,为指导该种墙体的结构设计提供了参考依据。

      • 1
    • S690Q高强钢对接节点焊后性能

      周诚彬

      本文通过实验探究了S690Q高强钢对接节点的焊后性能。实验中,三个厚度为8毫米的S690Q高强钢对接节点通过手工电弧焊焊接而成。焊接过程中对三个节点分别采用不同的焊接热量。在微观层面上,用微观结构测试和微观硬度测试来揭示焊接对于节点的影响。在宏观层面上,通过拉伸试验来展示焊接对于节点力学性能的影响。微观结构测试结果表明,S690Q高强钢的主要微观结构是回火马氏体。焊接后,在粗晶热影响区会转化为粒状贝氏体,在细晶热影响区会转化为铁素体和渗碳体,在回火区部分回火马氏体会分解成铁素体。基于硬度测试结果,可以在热影响区内观察软化层的存在。这层软化层和母材相比具有较低的硬度。此外,热影响区的宽度也随着焊接热量的升高而增大。接下来的拉伸实验表明,焊接对于S690Q高强钢节点的强度具有劣化作用,这主要是由焊接过程中形成的软化层造成的。所有测试节点的失效位置均位于热影响区,而且随着焊接热量的升高,强度的劣化现象也变得越来越严重。

      • 1
    • 地下混凝土筒仓结构工程性试验与数值分析

      金立兵, 梁新亚, 霍承鼎, 王振清, 王珍

      地下粮仓可充分利用地下空间,具有较好的防火、防毒、防爆等性能;同时,可利用浅层地能实现准低温储粮,具有节能、低损、保证粮食品质的优点,对保障我国粮食安全及可持续发展意义重大。论文采用工程足尺试验与数值分析相结合的研究方法,对大型地下混凝土筒仓不同施工阶段进行工程试验,对不同施工阶段的仓壁的力学性能进行工程试验测试与数值模拟,验证数值分析方法的合理性与有效性。进而对最不利工况的仓壁在水土复合压力作用下的力学性能进行数值分析。结果表明,地下混凝土筒仓仓壁内力的数值模拟结果与试验结果吻合较好,验证了数值方法的有效性;仓壁径向应力在仓壁底部位置处最高,环向应力在距仓壁顶部约三分之二位置处最高。该方法可为类似地下混凝土结构的力学分析与结构设计提供参考。

      • 1
    • 栓钉连接的双钢板-混凝土组合剪力墙的抗剪性能数值研究

      韦芳芳, 朱有华, 喻君

      双层钢板组合剪力墙结构是一种新型的高层建筑抗侧力构件, 具有良好的应用价值和发展前景,值得研究与推广。根据其他学者的试验成果,结合相关文献中连接件的剪切滑移公式,拟合得出抗剪连接杆的剪力滑移关系,从而建立了双层钢板组合剪力墙的有限元模型。以着重分析组合剪力墙的剪切性质为主要目的,采用相关假定将模型进行简化,并与已有的试验进行对比,验证有限元模型的合理性。运用ANSYS有限元软件对双层钢板组合剪力墙的抗剪性能进行非线性分析,分别考虑抗剪连接杆的间距、钢板的厚度、混凝土板的厚度、混凝土强度等级及组合剪力墙的跨高比等主要影响参数,通过将所得的非线性有限元结果进行比较,结果表明钢板、混凝土板厚度以及混凝土强度对双层钢板组合剪力墙的抗剪性能均有重要的影响,栓钉间距会影响双钢板-混凝土组合剪力墙的受剪破坏模式。

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    • 应力状态和应变率对Q690钢延性断裂行为的影响

      董俊宏, 沙佳阿里阿里, 杨波, 丁浩敏

      研究了中国Q690高强度结构钢在不同低应变率下的真实应力应变关系和延性断裂特征。加载了三种不同开口尺寸的单轴拉伸平板试件和纯剪试件,获得了广泛的应力状态。采用了试验结合数值模拟的方法确定等效塑性断裂应变、应力三轴度和罗德参数。结果表明,应力三轴度和罗德参数是控制断裂的主要影响因素。与应力相比,应变对应变率更为敏感,等效塑性断裂应变随应变率的增大而增大。此外,由于断裂前纯剪试件标距范围发生明显的变形和应力集中现象,断裂面以拉应力或拉剪应力为主。因此,纯剪试件的设计需要进一步研究。

      • 1
    • 索连板球基础竖向抗拔承载特性及其影响因素

      王雪姣, 言志信, 龙哲

      针对沙漠地区砂土地基的工程特性及现有输电塔基础存在的不足,研发出索连板球基础,该基础既填补了沙漠地区输电塔基础的空白,克服了砂土地基基础施工难题,又满足了工程安全稳定性要求。通过室内相似模型上拔试验与数值模拟计算相结合,对不同上拔荷载作用下的基础位移进行了分析,同时研究了埋深比、球径及柱径对基础极限抗拔承载力系数及土体表面主破裂面半径的影响及其规律。研究结果表明:数值模拟计算结果与模型试验结果吻合较好,与土体变形演化的三阶段相对应,荷载-位移曲线呈三段式变化;埋深比对基础极限抗拔力影响最大,且它们之间呈正相关关系;极限抗拔承载力系数随埋深比增大呈先增大后减小的变化趋势,与球体直径呈负相关关系,与水泥土柱直径呈正相关关系;土体表面主破裂面半径与埋深比、球径及柱径均呈负相关关系。

      • 1
    • 微生物岩土技术及其应用研究进展

      刘汉龙

      本文对环境岩土工程领域涉及的几种主要微生物的生物化学反应过程及作用机理进行了总结,并针对微生物岩土技术在土体加固技术,抗渗封堵技术,污染土修复技术等三个方面开展的研究进行了总结与评述。通过对微生物岩土领域国内外已开展的系列研究的整理与总结,以期促进该领域开展更全面深入的基础研究和微生物技术在岩土工程中更切合实际的推广与应用

      • 1
    • 微生物固化纤维加筋砂土抗剪强度试验研究

      郑俊杰, 宋 杨, 赖汉江, 崔明娟, 吴超传

      微生物固化(MICP)技术能够显著提高土体的抗剪强度,但微生物固化土体也存在脆性破坏特征显著的缺陷。通过向待固化砂土中掺入一定量的纤维,以期改善微生物固化砂土的脆性破坏特性,并基于固结排水三轴试验研究了微生物固化纤维加筋砂土的抗剪强度特性。在此基础上,探讨胶结次数、纤维含量、纤维长度以及试样初始相对密实度等参数对微生物固化纤维加筋砂土剪切特性的影响。最后,结合电镜扫描测试,探究纤维加筋对微生物固化砂土剪切特性影响的内在机理。结果表明:MICP过程中,碳酸钙晶体能够有效沉积在纤维表面,提高其表面粗糙度,且碳酸钙与砂的混合体能够对纤维提供锚固作用,从而在一定程度上提高微生物固化砂土抗剪强度,并改善其应变软化特性,纤维具备改善微生物固化土体脆性破坏特征的潜力。

      • 1
    • 混凝-超滤工艺去除水中复合污染物的研究

      赵纯, 金凡, 安叶, 孙志华, 郑怀礼

      研究分析了腐殖酸对水溶液中纳米TiO2稳定性的影响,探究了混凝剂投加量、pH、钙离子对混凝-超滤工艺去除水中腐殖酸-纳米TiO2复合污染物的影响。结果表明,纳米TiO2与腐殖酸在水溶液中发生的静电吸附以及配位反应将引起纳米TiO2有效粒径的减小,静电斥力增强,胶体分散更均匀,体系稳定性增加,易于迁移,从而给饮用水安全带来威胁。实验结果显示,混凝剂浓度为0.46 mmol/L,pH值在7~8之间,即弱碱性时,不添加钙离子,处理效果较好,膜通量较高,膜污染较轻。

      • 1
    • 火灾下隔震橡胶支座防火保护热传导研究

      王岚, 王立雄, 詹旺宇

      为了研究火灾下隔震橡胶支座防火保护热传导极限,并对工程上的防火保护设计提供理论依据及试验数据参考。本文在一维非稳态热传导公式的基础上,推导出ISO834火灾标准升温下的隔震橡胶支座防火保护热传导规律。按照GB9978.1-2008建筑构件耐火试验方法,对工程上常用的LNR500支座防火板保护、LNR1500支座防火板保护及LNR500支座防火板、柔性防火材料组合保护三种防火保护试件进行在ISO834标准升温下的耐火试验。用ABAQUS软件对试验的建筑隔震支座进行了建模及有限元热分析。通过防火保护数值分析和耐火试验结果与公式结果对比,拟合较好,验证了理论公式的有效性。以理论推导和试验数据为基础,当支座表面温度达到临界温度150℃时不同厚度防火板的极限导热率表可以作为工程应用参考。

      • 1
    • 行人-扶梯耦合作用下楼盖的振动测试与舒适度评价

      潘毅, 王双旭, 郭瑞, 胡文豪

      针对搭接扶梯的悬挑楼盖在行人-扶梯耦合作用下容易产生铅垂向振动的问题,以某高架商业夹层中的悬挑楼盖为背景,采取了现场振动测试的方法,研究扶梯运行、行人数量及行人运动状态对悬挑楼盖振动响应的影响,并通过测试数据对楼盖结构做振动舒适度及人员感知度评价。结果表明:行人在扶梯上的跑动是导致悬挑楼盖振动的主要原因;楼盖的振动响应随行人人数增加而更加明显,但随距扶梯的长度增加而衰减;采用峰值加速度对悬挑楼盖进行舒适度评价,当行人在扶梯上跑动时悬挑楼盖的振动响应已超出舒适度限值;采用KB(Konstant Beurteilungswerte)值对悬挑楼盖进行感知度评价,当行人相对扶梯静止时,悬挑楼盖的振动不会超出感知度容许值,当行人相对扶梯走动或跑动时,悬挑楼盖的振动则会超出感知度容许值;人员相对扶梯运动并不会导致悬挑楼盖发生共振。

      • 1
    • 防堵塞型透水混凝土的制备与性能研究

      唐静, 赵玉婷, 梁美坤, 贺濒苇, 余意恒, 曾路

      为改善路面透水性能,聚合物透水混凝土已逐渐广泛用于海绵城市的建设中。本试验采用特细砂和环氧树脂制备透水材料,通过控制变量法,分别探讨了砂的粒径和聚合物掺量对透水混凝土的抗压强度以及透水系数的影响。同时还进行了堵塞的模拟实验,基于图像分析透水混凝土的孔径大小,通过观察混凝土的微观孔结构分析其性能变化规律。试验结果表明:在粒径相同的情况下,随着环氧树脂掺量的增加,透水混凝土的抗压强度逐渐提高,而透水系数逐渐下降;当骨料粒径为0.15-0.3mm的比例增大时,透水混凝土抗压强度呈现先增加后下降的趋势,而透水系数呈现不断增大的趋势。当骨料粒径为0.15-0.3mm,环氧树脂掺量为骨料质量的5%时,透水混凝土的平均孔隙率为14%,平均等效直径为214um。当粒径为0.15-0.3mm和0.3-0.6mm的骨料复掺比例为1:1时综合性能较好,抗压强度达41.7MPa,透水系数为1.7mm/s,制品经四次堵塞循环后,透水衰减系数小于20%,防堵塞性能良好。

      • 1
    • 车辐式索桁架模态分析与试验研究

      王泽强

      通过跨度60m圆形车辐式索桁架屋盖1:10缩尺模型的模态分析和模型试验,考察了拉索预应力、矢跨比及内外环直径比3个变化参数对结构自振特性的影响,对比分析了前四阶振型的试验结果与理论计算结果。试验和分析结果发现:结构第一、二阶振型为反对称上下振动,第三阶为内环扭转振动,第四阶为内环相对扭转振动;两者频率误差在10%以内,试验振型与理论振型基本吻合;前四阶振型的频率均在10Hz以上,表明车辐式索桁架结构为低频动力响应,自振频率较小且分布密集;预应力水平越高,振型频率越大,则结构刚度越大;矢高增加,结构频率随之减小,结构更容易发生侧向失稳;内外环直径比越大,结构扭转刚度相对会减小,容易发生扭转失稳。

      • 1
    • 湿热环境下粘钢加固混凝土界面粘结性能研究

      姚国文, 刘宇森, 吴甜宇, 李世亚

      钢板-混凝土界面粘结性能是粘贴钢板加固混凝土结构的关键所在。通过对湿热环境下27个钢板-混凝土试件进行试验研究,分别进行5天、10天、15天的加速湿热老化,然后进行双剪试验,获得了钢板-混凝土界面发生剪切剥离破坏过程中的极限荷载、钢板应变分布及荷载-位移关系,分析了环境温度、湿度耦合作用对钢板-混凝土界面粘结耐久性能的影响,并综合考虑钢板-混凝土的粘结破坏模式、受力过程、粘结界面相对位移发展规律,提出了粘结界面剪应力、滑移与温度和湿度相关的表达式,最后建立了考虑温度、湿度影响的粘结-滑移本构关系模型,数值模拟结果与试验结果吻合良好,论文结果为指导粘钢加固混凝土结构的设计以及耐久性理论研究提供参考依据。

      • 1
    • 湿热地区室外动态热环境中二节点模型的验证及修正

      蒋毅, 赵立华, 孟庆林, 持田灯

      快速城镇化和全球变暖使城市室外环境的热不舒适加剧,热安全风险提高。为了解人体在室外动态热环境中生理量的变化规律,为快速评价室外热环境提供依据,开展了室外环境中人体热反应观测实验,对二节点模型进行了模拟精度分析和吻合度检验,从皮肤温度、体核温度调定点,人体标准输入模型,人体启动体温调节的环境温度值和人体与环境的对流换热系数等四个方面对二节点模型进行了修正,得到了适应于室外人体热反应预测的人体二节点修正模型及修正方法。

      • 1
    • 进出口水温对大温差洗浴废水热泵机组性能影响的实验研究

      马良栋

      洗浴废水中含有大量废热,作者提出了通过大温差热泵机组最大限度地回收洗浴废水热能,机组额定设计工况为:蒸发器侧洗浴废水进、出温度分别为30℃和6℃,冷凝器侧自来水进口温度为10℃,制取热水出口温度为45℃,最大制热系数(COP)理论计算值为4.9。本文通过实验研究了自来水进口温度、热水出口温度及洗浴废水入口温度对热泵机组制热性能的影响。实验结果表明,在额定设计工况下,整体机组COP为5.0。当自来水进口温度从5℃升高到15℃,整体机组COP从5.0降低到3.85,但如果自来水进口温度低于10℃,整体机组的COP高于4.5;当热水出口温度从40℃变化到50℃时,整体机组COP从5.3逐渐减小到4.9;当洗浴废水进口温度从30℃升高到35℃时,整体机组COP从4.8升高到4.95。

      • 1
    • 拉挤GFRP管材与钢管连接拉伸试验研究

      祝明桥, 李志彬, 王瑶

      摘要:拉挤型GFRP管材节点的可靠连接是保证其正常工作的前提。为研究其拉伸连接性能,本文采用胶接连接和螺栓连接两种连接方式对GFRP管材与钢管连接件分别开展了拉伸试验研究。在胶接连接试验中研究了胶层剪应力沿长度方向的分布特征、受力机理及失效过程、胶接长度对承载力影响等。试验结果表明:胶层剪应力在加载初期沿长度方向分布呈现两端大、中间小的分布特征,高应力发生在胶接端,并随荷载上升逐步往加载端胶层转移;胶接长度的增加能显著提高连接构件承载力,但当长度达到管径的1.6倍后,继续增加胶接长度对承载力的提升并不大,故可考虑将1.6倍管径作为GFRP管材的有效胶接长度。在螺栓连接试验中研究了e/d(端距/栓径)、螺栓排数n对连接承载力及破坏模式的影响,试验结果表明:当e/d=7时,承载力达到最大值,破坏形式以挤压破坏为主;根据螺栓排数n与承载力的关系,可以推导相应折减系数来计算承载力。

      • 1
    • 无黏性有限土体主动破坏及土压力离散元分析

      万励, 张兴周, 王宇峰, 徐立明, 徐长节

      建立在半无限土体假定上的朗肯土压力理论和库伦土压力理论,在挡土墙后填土有限的情况下不再适用。针对墙后无黏性填土,采用离散元方法分别对光滑、粗糙墙面平动模式下墙后有限宽度土体主动破坏的过程进行研究,分析了挡土墙运动过程中滑裂带发展、土体位移规律以及墙后水平土压力分布的情况。研究结果表明,墙体光滑情况下,滑裂带呈直线,墙后填土宽高比较小时可以观察到滑裂带的反射,墙后土体呈多折线破坏模式,滑裂带倾角基本与库伦理论滑裂带倾角相等,且与土体宽高比无关,水平土压力合力受土体宽高比影响亦不大。墙体粗糙情况下,滑裂带呈曲线,反射现象随墙体粗糙程度增加而减弱,滑裂带倾角随土体宽高比增大而减小,最终落于库伦理论滑裂带内侧。此时,存在一临界宽高比,当墙后土体宽高比小于此值时主动土压力随宽高比增大而增大,大于此值时主动土压力不受宽高比影响。而无论墙体粗糙与否,墙后土体宽高比越小,达到极限状态所需墙体位移均越小。

      • 1
    • 配栓钉的钢筋混凝土双向板多参数试验研究

      金玉, 易伟建, 胡岚, 马克俭

      为研究配置不同栓钉参数的钢筋混凝土双向板受力性能,完成了7块配置栓钉的双向板柱节点冲切试验,主要参数为栓钉间距、直径、高度、强度和布置形式等,采用静力加载方式来模拟配置栓钉的板柱节点破坏全过程。通过对比分析试验结果,表明增大栓钉直径、栓径高度或提高栓钉强度均能改善试件抗冲切性能,其中增大直径效果最为明显,变形提高幅度达到36%;加大栓钉间距和减小栓钉高度对改善试件抗冲切性能不利,承载能力和变形均有不同程度降低;对比三种不同栓钉布置形式发现,采用相同数量栓钉放射布置和增加每圈栓钉数量的正交布置,均有利于提高试件抗冲切能力,但前者更为经济。进而结合相关规范计算结果和试验结果进行对比,验证试验结果的可靠性,结果表明配栓钉板柱结构规范计算结果具有足够安全储备,但对于反映试验结果的实质不够充分,特别是栓钉对板的抗冲切性能的贡献有所低估。

      • 1
    • 嵌岩桩极限端阻力和端阻力系数研究

      鲁先龙, 乾增珍, 杨文智, 郑卫锋

      嵌岩桩极限端阻力发挥特征及端阻力系数取值仍是岩土工程中嵌岩桩应用的重要研究课题之一。本文收集整理了国外不同地区学者在不同时期、不同岩石性质和不同嵌岩条件下所开展的165个嵌岩桩端阻力试验成果,主要包括嵌岩段岩石类型及其天然单轴抗压强度、嵌岩直径与嵌岩深度、嵌岩桩极限端阻力等。定义嵌岩桩极限端阻力与岩石天然单轴抗压强度的比值为嵌岩桩端阻力系数,分析了桩径、嵌岩深度、嵌岩深径比和岩石强度对嵌岩桩极限端阻力和端阻力系数的影响规律,建立了嵌岩桩极限端阻力及端阻力系数与岩石单轴抗压强度之间的拟合关系式,可为嵌岩桩极限端阻力计算提供借鉴。

      • 1
    • 钢管扣件式脚手架半刚性节点多参数模拟法

      谢向阳, 陈果, 殷磊

      脚手架立杆的6个自由度在扣件节点处受到水平杆和斜杆的约束,这些约束的强弱是架体稳定承载性能的关键因素。为确定每项约束的作用,运用敏感性分析和特征值屈曲分析方法,对其在架体稳定承载力上的贡献进行测量。基于对其贡献的相对效能分析,揭示出每项约束及对应水平杆、斜杆的作用机制。根据已公布的扣件实验测试数据,进行6项约束的实际效能初步分析,提出半刚性节点的多参数模拟方法。建立不同构造类型的模型,采用长度系数法、二阶线弹性分析方法,通过对比扣件的计算受力状况与实验测试时所采用荷载条件,对多参数模拟法取值方案的前提条件进行验证。在多参数法研究的基础上,列举和分析了半刚性节点常规单参数模拟方法中的重大缺陷和局限。

      • 1
    • 多壁碳纳米管/氧化亚铜的制备及其对N-甲酰吗啉(NFM)废水光催化性能研究

      车春波, 左金龙

      采用液相还原法制备多壁碳纳米管/氧化亚铜(MWCNTs/Cu2O)复合微球。利用傅立叶变换红外光谱仪(IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等对样品进行官能团分析、物相分析和形貌观察,结果表明:多壁碳纳米管以纵横穿插方式与氧化亚铜形成复合微球。对比氧化亚铜和多壁碳纳米管/氧化亚铜对N-甲酰吗啉废水光催化性能,多壁碳纳米管/氧化亚铜复合催化剂的催化效果明显优于氧化亚铜。

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    • 响应面法优化光聚合CMCTS-g-CPAM及其污泥脱水性能研究

      朱辉, 孙文全, 孙永军, 郑怀礼, 唐梦丹

      污泥作为污废水处理的副产物,其产量日益增多。污泥处置前需要对污进行泥脱水处理,而污泥调理是污泥脱水前相当重要的步骤。研究人员以羧甲基壳聚糖(CMCTS)、丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体,偶氮二异丁脒盐酸盐(V-50)作为引发剂,通过紫外光引发聚合方式合成新型阳离子型污泥脱水剂CMCTS-g-CPAM。同时以光引发剂浓度、pH、光照时间为考察对象,CMCTS-g-CPAM特性粘度为响应值,采用响应面法(RSM)对CMCTS-g-CPAM污泥脱水剂的制备条件进行优化。通过响应面分析得到最佳合成条件:光照时间为2h、光引发剂浓度为0.04%(体积分数)、pH为8。接枝共聚物的红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1H-NMR)表征表明AM和DMC已成功接枝到CMCTS。最后将合成产物应用于污泥脱水,实验结果表明其具有良好的污泥脱水性能。在絮凝剂投加量和pH分别为30mg/L和10时,污泥比阻降至1.96×1013m/kg,滤饼含水率降至79.28%。

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    • 冬季无霜工况下闭式热源塔的动态换热特性

      贾宇豪, 李念平, 崔海蛟, 张楠

      为了研究闭式热源塔冬季无霜工况下传热过程,利用有限差分法建立了闭式热源塔冬季无霜工况下动态传热传质模型。将实验数据对比数值计算结果对比,验证了模型的有效性。误差分析结果表明:溶液出口温度的均方根误差为0.201°C。通过实验与模拟分析了闭式热源塔在机组变负荷运行时的动态换热特性,结果表明:当热泵机组变工况运行时,闭式热源塔作为取热装置可为机组蒸发器提供温度相对稳定的热源;此外,相比传统空气源热泵,闭式热源塔在低温高湿环境下的结霜风险更小,节能潜力更大。

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    • 基于流固耦合的多元结构深厚覆盖层透水地基力学特性分析

      王正成, 毛海涛, 龙顺江, 姜海波, 张如意

      深厚覆盖层多元结构坝基在渗流过程中各土层力学差异明显,分析时关注的具体问题也不尽相同,需要深入研究。本文基于比奥固结理论,考虑土体的非线性流变以及土体固结变形过程中孔隙度、渗透系数、弹性模量及泊松比的变化;借助ADINA流固耦合模块来模拟西藏达嘎水电站坝基渗流场与应力场耦合过程,分析各层力学特性及相互作用。研究表明:透水性较强的表层土体是渗流主要通道,也是渗流进出区和沉降变形体现区,应在上游采取措施提高其压缩模量,下游区域增设反滤层和排水设施;坝基中的粉细砂层是坝基沉降的主要原因,对坝基沉降起主导作用,同时应注意其液化特性对坝基的不利影响;坝基中的承压含水土层对下游上部结构产生向上顶托力,若位置较深,则破坏性较小;坝基深部土层对整个坝基的渗流破坏影响较小,但对沉降和渗流量的影响不可忽视;表层砂卵砾石层和粉细砂层的渗透系数相差较小时,土层间不会发生接触冲刷。此外,还发现坝基孔隙水压力在快速衰减阶段被消散,期间土体固结较快。垂直防渗墙能有效降低渗透坡降和渗流量,将坝基沉降变形控制在防渗墙上游区域,但上游坝基变形对防渗墙产生较大的水平推力,应加大防渗墙尺寸或者采用辅助渗控措施。

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    • 鄂西山区公路边坡安全风险评价研究

      罗红明

      探索和研究在山区公路建设中不可避免存在的边坡和由此引起的风险问题,是我国山区公路建设的现实性需要,因此开展山区斜坡地段安全风险评价具有重要的理论和现实意义。以地质灾害风险评估方法为基础,开展十堰至白河公路泰山沟隧道进口边坡安全风险评价研究,采用Monte Carlo模拟方法得到正常工况和非正常工况Ⅰ条件下边坡的破坏概率,并针对边坡影响范围内的承灾体进行易损性分析,通过风险分析方法得出边坡可能的经济损失价值和人口伤亡状况。结果表明:泰山沟隧道进口边坡在天然工况条件下风险较小,在接受范围之类;但在非正常工况Ⅰ条件下风险较大,必须采取风险处理措施降低风险并加强监测,特别需在施工过程和不利自然条件下对边坡变形情况加强监测,为十堰至白河公路边坡防护设计和安全运行提供指导。

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    2020年第42卷第4期
    • 杨娜, 彭雄, 杨庆山

      2012,34(2):69-76, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.02.012

      对7根冷弯薄壁型钢C型构件进行了竖向常轴力作用下,水平循环荷载加载试验,以探索冷弯薄壁型钢C型构件滞回性能特点及其影响因素。试验反映了轴压比、截面宽厚比对试件破坏形式,能量耗散等滞回性能相关参数的影响。还重点研究了组合效应对滞回性能的改善作用。试验结果表明:大轴压比对试件的滞回性能有极大的削弱作用;试件通过组合,滞回性能得到一定的改善。此外,建立了有限元数值模型,考虑几何和材料非线性,将分析结果与试验进行对比分析,验证了试验结果的正确性,得到过早出现局部屈曲是构件破坏关键原因的结论。最后,总结了冷弯薄壁型

    • 贾慧娜, 岳高伟, 贾立文

      2012,34(Z1):116-119, DOI:

      针对多层混凝土结构底层柱抗震能力较差的问题,本文采取提高结构的抗震设防烈度方法,计算分析七度、八度设防下框架梁、柱的轴力、剪力和弯矩。数值结果表明:提高结构的设防烈度,梁、柱的弯矩、剪力、轴力均增大,在底层(第一层)变化最为突出。地震作用下,结构的破坏形式主要表现为底层柱的破坏,因而增大建筑设计中的设防烈度可从根本上解决这一问题。

    • 王亚军, 张我华, 张楚汉, 金峰

      2011,33(1):77-86, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.01.014

      为深化模糊随机损伤力学研究,基于自适应模糊随机损伤力学模型,对材料裂纹尖端广义损伤应力场进行分析,证实了数值模型的可靠性。以碾压混凝土重力坝为例,并考虑材料参数空间变异,就模糊随机损伤增益下的宏观场分布做敏感性研究,结果表明,碾压混凝土抗压强度极限值是影响大坝安全的主控指标。采用不同模糊分布对自适应损伤力学模型做激励分析,揭示了各分布对混凝土及岩石类材料广义损伤场演化的控制特征。

    • 燕飞, 梁毅, 韩宁

      2010,32(5):65-70, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2010.05.012

      在空气调节过程中不仅需要考虑房间内人员的舒适性需求,同时还需考虑如何节省能源。基于焓值理论将最小焓差算法与风阀开度调节过程相结合,使得进入空气处理单元前的空气更加接近舒适区域,然后基于质量及能量守恒理论推导出空气混合过程的数学模型,最后利用SIMULINK建立了空调系统仿真模型,并对所提控制策略从节能效果与舒适性能指标2个方面进行仿真验证。仿真结果表明最小焓差+PID策略联合控制的空调系统不仅能够获得更佳的空气舒适状态而且系统耗能更少。

    • 严永红, 关杨, 刘想德, 刘炜

      2010,32(4):85-89, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2010.04.017

      为了研究教室荧光灯色温对学生学习效率和生理节律的影响,通过实验对比了3种典型色温T5荧光灯在不同照度水平下对受试人学习效率、视疲劳、脑疲劳的影响.实验采用安菲莫夫字母表和近点测定法对学习效率和视疲劳进行测试,用学习效率变化率作为特定光环境下出现的脑疲劳指标.结果表明,由于Cirtopic效应作用,中间色温荧光灯在恰当的时间长度内可对学生产生适量的良性刺激,对大脑起到“唤醒”或“放松”的作用,达到提高学习效率、缓解视/脑疲劳的效果;而高、低色温荧光灯的作用则相反;不同色温的荧光灯光源,其最佳照度值并不相同;

    • 王冲, 刘焕芹, 林鸿斌, 白光, 叶建雄

      2011,33(2):132-136, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.02.026

      混凝土结构的抗渗及防潮一直是土木工程领域需要克服的重要技术难题之一.文章研究了电渗脉冲用于混凝土结构抗渗防潮的影响因素,包括电渗脉冲电压、混凝土水灰比、液相中离子浓度,以及脉冲频率等;模拟测试了电渗脉冲作用下混凝土结构的排水与相对湿度变化.研究表明,随着脉冲电压升高与混凝土水灰比增大,电渗脉冲下混凝土渗水量增加;Na2SO4溶液浓度增大时,电渗脉冲作用下混凝土渗水量增加;脉冲频率对混凝土渗水量影响不大;研究亦显示电渗脉冲作用下混凝土排水效果明显,混凝土相对湿度显著降低.

    • 林存刚, 吴世明, 张忠苗, 李宗良, 刘冠水

      2012,34(5):25-32, DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2012.05.005

      通过对杭州庆春路过江隧道泥水盾构施工地面沉降监测数据的分析,总结了地面沉降的特点及影响因素,并结合实测数据给出了地面沉降的修正双曲线预测公式。分析表明:Peck公式适用于杭州软土地层中泥水盾构施工引起的地面沉降预测,其中地面沉降槽宽度参数K取值0.25~0.32,地层损失率V1取值0.04%~0.33%。地面沉降主要为盾构脱离0~5 d或6 d内的盾尾沉降以及扰动土体长期固结沉降,分别约占总沉降量的57.27%和41.08%。适当提高切口泥水及同步注浆压力使地面微隆,可以抵消部分地层损失,减少地面沉降。由地层损失引起的横断面地面沉降曲线较规则,基本呈现高斯曲线分布;而地面隆起变形较无规则,会使沉降曲线偏离高斯曲线分布。引入新参数C后的修正双曲线模型可用于泥水盾构软土地层中施工引起的地面沉降的预测。

    • 徐亚洲, 白国良

      2011,33(4):60-64, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.04.010

      利用屈曲本征方程的形式解推导出随机屈曲本征值满足的概率密度演化方程。以对数风剖面中的10 m高平均风速和地面粗糙度为随机变量,分析了超大型冷却塔的随机屈曲承载力。进而,计算出其均值及标准差。结果表明,随机屈曲承载力的概率密度函数具有一般形式,不易采用常见的概率分布模型拟合。随机屈曲承载力均值与按照均值参数计算的屈曲承载力接近,但其变异性介于两个随机变量的变异性之间。

    • 严永红, 晏宁, 关杨, 曾恒志

      2012,34(1):76-79, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.015

      通过测试3种不同色温、3种照度下学生脑电图α波、β波指数的变化,观察光照对人体生理节律的影响。实验发现,不同色温、光照强度下的脑波指数变化率差异存在显著性。其兴奋度及敏感性随光源色温、照度值增加,大体呈正相关关系。学习效率随光源色温、照度值增加而降低,呈负相关关系。推测原因似与高色温、高照度状态下更易出现疲劳,低色温、低照度状态下可能对大脑存在“唤醒”作用,以及大脑功能分区、光源光谱组成有关。实验结果显示教室光环境的选择,应考虑学生学习的长期性、高负荷等特点,考虑“时间累积”效应的综合影响,并值得进一步研究。

    • 邓雪松, 龚健, 周云

      2011,33(1):50-58, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.01.010

      介绍了变曲率摩擦摆隔震支座的基本构成,从力学平衡原理出发对变频式摩擦摆隔震支座和锥形摩擦摆隔震支座两类变曲率摩擦摆隔震支座进行理论分析,推导出变曲率摩擦摆隔震支座的刚度,探讨了支座的自回复特性,得出支座最大残余位移的计算公式。采用ABAQUS软件对2类变曲率摩擦摆隔震支座进行实体单元建模,模拟了低周反复荷载作用下的滞回特性与回复特性,并与(球面)摩擦摆隔震支座进行对比分析。研究结果表明:1)理论分析和数值模拟结果吻合较好;2)变曲率摩擦摆隔震支座的滞回曲线饱满,具有良好的滞回性能,且与初始刚度相同的(球面)摩擦摆隔震支座相比,其等效粘滞阻尼比和耗能系数更大,具有更强的耗能能力;3)变曲率摩擦摆隔震支座的刚度由曲率半径,即曲面函数决定,经合理设计可使得其刚度随着位移增大呈现逐渐减小的趋势,从而使其自振周期随着位移增大而逐渐增大,可较好的解决隔震结构的低频共振问题;4)与(球面)摩擦摆隔震支座相比,该支座刚度软化的机制可使传递给上部结构的剪力减小;5)该支座的最大应力出现在支座位于设计位移时刻,且一般位于滑块或支座板球铰面边缘;6)该支座的最大残余位移由摩擦系数和曲面函数各参数共同决定,可通过理论分析和数值模拟进行合理的参数化设计将其控制在工程可接受的范围内。

    • 黄娟, 李稹, 张健

      2012,34(1):102-107, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.020

      土壤脲酶活性的测定有多种方法,其中靛酚蓝比色法由于测量结果精确性较高,重现性较好,应用最为广泛。但也有培养后土壤过滤液浑浊、带色、脲酶活性受底物浓度影响较大等缺点。以此方法为基础,针对过滤方式、培养时间、底物浓度及缓冲液选择等4个重要参数进行了对比试验,以期进一步改进靛酚蓝比色法的测定准确性。结果表明,培养时选择5%的底物浓度、pH10.0的硼酸盐缓冲液、培养24 h后再经KCl溶液浸提过滤比色测定,其结果比传统靛酚蓝比色法高约2.46倍,改良靛酚蓝比色法的测定结果更接近土壤真实脲酶活性。

    • 雷克, 吴杰, 张其林, 庞绍华

      2013,35(2):66-72, DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.011

      在研究玻璃幕墙热传递特点的基础上,基于一维稳态热传导理论,以中空玻璃为例建立了玻璃系统传热系数计算模型;基于二维稳态热传导理论和有限单元法,采用三节点三角形单元对二维温度场进行了离散,推导了单元热传导矩阵和温度载荷列阵,并推导了热对流、热流密度、辐射以及各种边界条件耦合作用下对单元热传导矩阵和温度载荷列阵的修正公式,建立了玻璃幕墙框及附加线传热系数计算模型。利用Visual C++和ObjectARX对AutoCAD进行了二次开发,研发了玻璃幕墙传热系数计算软件TJCW,并通过算例与LBNL系列软件计算结果进行比较,验证了所编软件的正确性和有效性。最后对某工程实例中玻璃幕墙传热系数进行了节能验算。研究结果表明:建立的传热系数计算模型能够正确的计算玻璃幕墙传热系数,基于该计算模型开发出的软件能够应用于实际工程的节能分析和计算中。

    • 刘大龙, 刘加平, 杨柳, 张卫华

      2012,34(2):110-114, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.02.018

      气象参数是建筑能耗模拟的基础,随着全球气候异常变暖,必将对建筑采暖和空调能耗产生重要影响。进行未来气候条件下的建筑能耗模拟,必须首先开展未来模拟气象参数的研究。根据TMY2模拟气象参数模式提出了节能分析气象年(AEEMY)模拟气象参数模式。使用了3个气候模型预测了中国建筑热工分区代表城市未来2021-2050的30 a气象参数。使用AEEMY模式得到了1971-2000年和2021-2050年代表城市的建筑能耗模拟气象参数。应用DOE2模拟软件对中国各气候区的居住建筑在2种气候条件下进行了建筑能耗模拟。验

    • 杨宜谦

      2012,34(Z2):54-60, DOI:

      综述了人体全身振动感知阈值的标准和指南以及实验室和现场研究的进展情况,并进行了对比分析。介绍了振动感知的机理、绝对阈值、差别阈限和描述符,分析了频率、姿势、方向、持续时间、性别、年龄和噪声对人体全身振动感知阈值的影响,最后指出了需要进一步研究的问题。

    • 刘慧娟, 罗永峰, 杨绿峰

      2010,32(5):142-148, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2010.05.026

      弦支穹顶结构由于拉索的存在,其施工阶段的力学性能与其使用阶段不尽相同,其受力状态可能更为不利。通过系统研究弦支穹顶结构实际工程的施工工艺,提出包括施工顺序、预应力张拉施加方式、临时支撑系统和预应力张拉方式等4个关键施工参数,研究了弦支穹顶结构张拉环索受力机理,并根据此张拉机理和所提关键施工参数建立了有限元分析的时变模型,编制了相应的计算程序。算例分析表明,应用该计算模型和方法,可以对弦支穹顶结构的施工过程进行精确控制,具有较强的适用性。

    • 梁宁慧, 刘新荣, 曹学山, 钟正君, 廖靖

      2008,30(6):81-85, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2008.06.017

      中国城市化的发展必然带动城市地铁的发展。通过对中国主要城市地铁发展现状的分析总结,从城市地铁发展的角度出发, 分析了地铁经济的形成和发展,预示了中国城市地铁时代的到来。地铁产业作为中国的朝阳产业,是中国城市基础交通设施中最有前景、最有市场的产业。同时提出了我国城市地铁交通可持续发展战略。

    • 颜文涛, 韩易, 何强

      2011,33(3):136-142, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.03.024

      以重庆主城某大学校园为例,对路面、屋面和绿地等3种典型的城市下垫面径流水质进行了监测,指标包括pH、悬浮固体(SS)、化学需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)等.研究结果表明:除TP外主要污染物质的平均浓度均超过地表水环境Ⅴ类标准,降雨径流SS的平均浓度可高达1.73×103 mg/L,COD和NH3-N平均浓度可高达76.25 mg/L和3.67 mg/L;存在显著地初期冲刷效应,混凝土路面的SS、COD、NH3-N的初期径流浓度分别为2.33×103 mg/L、106.4 mg/L、5.64 mg/L,初期径流浓度相当于全场降雨径流浓度的2-4倍左右,其最高值出现在产流后10~15 min内.对比3场不同降雨强度下的径流水质,降雨强度越大,径流污染物浓度越高,其中降雨强度对大坡度路面的地表径流污染物浓度影响更大.

    • 宋芳芳, 欧进萍

      2009,31(6):71-80, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.013

      中国是台风频发国家,在台风登陆前对城市各类结构可能发生的损伤程度进行快速预测,对于评价城市防灾减灾能力和灾后应急反应工作能够提供重要依据。针对中国东南沿海城市风灾易损结构之一的轻钢结构工业厂房进行了风灾损伤估计的研究。首先对结构风灾受损原因进行了详细的分析,根据结构破坏特点确定围护构件及连接部位的可靠性为分析重点。台风荷载模型的建立考虑了外风压、风致内压和风致碎片的共同作用。结合规范给出了构件承载力的计算方法,详述了损伤估计的整个流程,划分了厂房结构损伤等级并给出了详细的指标,最后利用0601号台风珍珠实测数据实现了对所建模型损伤估计与预测的全过程。

    • 罗仙平, 赖兰萍, 封丹, 严群, 韩磊, 李健昌

      2009,31(6):132-136, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.024

      为提高土地渗滤系统水力渗透性能,构建了2套不同填料的渗滤系统,1装置由红壤与砂分层装填,2装置由红壤与煤渣分层装填,并将二者分别用于处理生活污水。在水力负荷10 cm3/(cm2·d)运行下,1装置对COD、总磷、氨氮的去除率分别为91.1%、97.6%、80.1%,2装置为94.9%、98.3%、89.0%;1装置出水硝氮和亚硝氮的平均浓度分别为54.7 mg/L和0.09 mg/L,2装置为60.3 mg/L和0.15 mg/L。试验结果表明,2装置对COD、总磷和氨氮的去除效果稍优于1装置,但1装置更利于硝氮和亚硝氮的脱除,进一步说明分层装填能充分利用填料性能,有效地提高了土地渗滤系统的水力渗透性能且保持了良好的去除污染物的能力。

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